Nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép bảo vệ vườn cây ăn trái vùng ảnh hưởng lũ trên tỉnh tiền giang

Riêng đối với vùng trồng cây ăn trái, hệ thống thủy lợi chưa được đầu tư tương xứng với tiềm năng phát triển, chủ yếu là khai thác điều kiện tự nhiên kênh mương sẵn có bị bồi lấp, hạn ch

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 11

1.1 Điều kiện tự nhiên 11

1.1.1 Đặc điểm địa lý 11

1.1.2 Đặc điểm địa hình 11

1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng 14

1.1.4 Thời tiết - Khí hậu 14

1.1.5 Đặc điểm thủy văn 15

1.1.6 Tình hình sản xuất nông nghiệp 20

1.2 Quy hoạch thủy lợi tỉnh Tiền Giang 22

1.2.1 Quy hoạch thủy lợi 22

1.2.2 Tình hình xây dựng CTTL vùng trồng cây ăn trái tỉnh Tiền Giang 24

1.3 Hiện trạng thủy lợi vùng cây ăn trái tỉnh Tiền Giang 25

1.3.1 Hiện trạng kênh mương 25

1.3.2 Hiện trạng đê bao 27

1.3.3 Hiện trạng cống ngăn lũ 29

1.4 Tình hình ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 32

1.5 Tổng quan về công nghệ xây dựng cống ở Tiền Giang và ĐBSCL 33

1.5.1 Đánh giá về kết cấu cống xây dựng ở vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 33

1.5.2 Một số kết quả nghiên cứu kết cấu cống cải tiến đã áp dụng ở ĐBSCL trong thời gian qua 36

1.5.3 Những vấn đề tồn tại và phương hướng nghiên cứu ứng dụng kết cấu cống lắp ghép ở Tiền Giang: 43

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC THIẾT KẾ KẾT CẤU CỐNG LẮP GHÉP BẰNG CỪ BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ CỪ BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 46

2.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn nghiên cứu kết cấu cống lắp ghép 46

2.1.1 Xuất sứ công nghệ cống lắp ghép: 46

2.1.2 Cấu tạo cống lắp ghép: 51

2.1.3 Định hướng ứng dụng giải pháp cống lắp ghép thích nghi với những tác động của quá trình biến đổi khí hậu và nước biển dâng: 55

2.2 Một số kết cấu cống lắp ghép đề xuất cho vùng nghiên cứu: 56

2.2.1 Cống lắp ghép kết hợp giao thông nông thôn: 56

2.2.2 Cống lắp ghép kết hợp giao thông cơ giới: 56

2.2.3 Cống lắp ghép cửa van tự động: 57

2.2.4 Cống lắp ghép cửa van phẳng: 57

2.3 Quy trình công nghệ thiết kế kết cấu cống lắp ghép 58

2.3.1 Chọn tuyến và vị trí xây dựng cống 59

2.3.2 Tính toán thuỷ lực cống 59

2.3.3 Tính toán khẩu diện cống 60

2.3.4 Tính to án tiêu năng phòng xói 61

2.3.5 Tính toán ổn định kết cấu cống lắp ghép 62

2.3.6 Tính toán kiểm tra ổn định tổng thể công trình 65

2.3.7 Thiết kế chi tiết kết cấu các bộ phận công trình 71

2.3.8 Tính toán kết cấu cửa van 71

2.3.9 Tính toán hiệu quả đầu tư và so sánh kinh tế 71

2.4 Công nghệ thi công cống lắp ghép 71

2.4.1 Chuẩn bị mặt bằng 72

2.4.2 Vận chuyển tập kết cấu kiện đúc sẵn tại công trình 72

2.4.3 Công tác thi cô ng đóng cừ 73

2.4.4 Thi công kết cấu dầm van 75

2.4.5 Thi công trụ pin và sàn công tác 76

2.4.6 Thi công lắp đặt cửa van 76

2.4.7 Thi công phần kết cấu cầu giao thông trên cống 76

2.4.8 V ận hành thử và hoàn thiện công trình 77

2.5 Quy trình quản lý, vận hành và bảo dưỡng công trình 77

2.5.1 Quy trình vận hành cống 77

2.5.2 Quan trắc, theo dõi hoạt động của cống 78

2.5.3 Bảo dưỡng công trình 79

2.5.4 Công tác sửa chữa 79

2.6 Kết luận chương 2: 80

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM KẾT CẤU CỐNG LẮP GHÉP BẢO VỆ VƯỜN CÂY ĂN TRÁI VÙNG ẢNH HƯỞNG LŨ TỈNH TIỀN GIANG 80

3.1 Giới thiệu công trình ứng dụng thử nghiệm - cống Cầu Kênh 80

3.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình 80

3 1.2 Vị trí công trình 81

3.1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ của công trình 83

3.1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực công trình 83

3.1.4 Hiện trạng kinh tế - xã hội khu vực công trình 84

3.2 Thiết kế kỹ thuật công trình 86

3.2.1 Quy mô công trình 86

3.2.2 Các thông số kỹ thuật 86

3.2.3 Tính toán kết cấu cống: 87

3.2.4 Bố trí kết cấu cống: 87

3.3 Những nghiên cứu cải tiến trong thiết kế và thi công cống Cầu Kênh: 90

3.3.1 Những cải tiến trong thiết kế: 91

3.3.2 Những cải tiến trong thi công 94

3.4 Tính to án hiệu quả kinh tế - kỹ thuật công trình cống Cầu Kênh 95

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

PHẦN PHỤ LỤC 100

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Lượng mưa tháng bình quân nhiều năm 15

Bảng 1.2: Lượng mưa thời đoạn thiết kế (Xp: mm) 15

Bảng 1.3: Lưu lượng Qmax(m³/s) năm trên sông Tiền và sông Hậu 15

Bảng 1.4: Đặc trưng mực nước 1982 ÷1994 16

Bảng 1.5: Mực nước max thực đo khu nghiên cứu (H: cm) 17

Bảng 1.6: Mực nước thiết kế P=25% trên sông Tiền tại cửa Cái Bè - H(cm) 18

Bảng 1.7: Mực nước thiết kế P=25% trên sông Tiền tại cửa Rạch Gầm H(cm) 18

Bảng 1.8: Mực nước tưới thiết kế P=75% trên sông Tiền tại cửa Rạch Cái Bè (cm) 20

Bảng 1.9: Các dự án nạo vét kênh đã thực hiện ở Tiền Giang từ năm 1976 đến nay 26

Bảng 1.10: Các dự án đê bao ngăn lũ đã xây dựng ở tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến nay 28

Bảng 1.11: Các cống ngăn lũ đã xây dựng ở tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến nay 29

Bảng 1.12: Thống kê các công trình ứng dụng công nghệ cống lắp ghép ở ĐBSCL 41

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH MINH HỌA

Hình 1-1: Bản đồ vị trí tỉnh Tiền Giang 11

Hình 1- 2: Bản đồ ngập lũ ĐBSCL 12

Hình 1- 3: Bản đồ phân vùng ngập lũ tỉnh Tiền Giang 23

Hình 1- 4: Hiện trạng kênh mương vùng dự án 27

Hình 1- 5: Hiện trạng tuyến đê bao vùng dự án 28

Hình 1-6: Hiện trạng đập tạm ngăn lũ ở tỉnh Tiền Giang 31

Hình 1-7: Kết cấu cống tròn 34

Hình 1- 8: Thực trạng cống tròn xây dựng ở vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang 34

Hình 1- 9: Kết cấu cống kiểu BTCT truyền thống 34

Hình 1- 10: Sơ đồ xây dựng cống trên kênh rạch nhỏ 35

Hình 1- 11: Đập ngăn mặn bằng cừ bản nhựa 36

Hình 1-12: Đập ngăn mặn Vĩnh Phong (Bạc Liêu) lắp ghép bằng cừ bản nhựa 37

Hình 1-13: Kết cấu cống kiểu đập trụ đỡ (Thảo Long - Thừa Thiên Huế) 37

Hình 1-14: Cắt ngang đập xà lan 39

Hình 1.15 - Cống Ninh Quới kết hợp cầu giao thông nông thôn 40

Hình 2- 1: Kết cấu cống lắp ghép 47

Hình 2- 2: Công trình cống Ông Dèo, Hậu Giang 48

Hình 2-3: Công trình cống Sáu Kim, Hậu Giang 48

Hình 2-4: Kết cấu cống lắp ghép 5 nhịp 48

Hình 2-5: Công trình cống Ba Voi - Hậu Giang 49

Hình 2- 6: Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực 52

Hình 2- 7: Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT 52

Hình 2- 8: Thân cống lắp ghép bằng cừ BTCT 53

Hình 2-9: Trụ pin cống lắp ghép 53

Hình 2-10: Mặt cắt dầm van 54

Hình 2-11: Cống lắp ghép kết hợp giao thông nông thôn 56

Hình 2- 12: Kết cấu cống lắp ghép kết hợp giao thông cơ giới 57

Hình 2- 13: Kết cấu cống lắp ghép cửa van tự động đóng mở hai chiều 57

Hình 2-14: Kết cấu cống lắp ghép cửa van phẳng 58

Hình 2-15: Sơ đồ tính toán thuỷ lực 61

Hình 2- 16: Sơ đồ các lực tác dụng lên trụ pin cống 64

Hình 2- 17: Sơ đồ tính toán ổn định lật tường cừ 66

Hình 2- 18: Sơ đồ tính toán ổn định trượt phẳng tường cừ 67

Hình 2- 19: Sơ đồ tính toán ổn định trượt cung tròn 69

Hình 2-20: Thi công đóng cừ bản BTCT dưới nước 73

Hình 2-21: Khung định vị và dẫn hướng phục vụ thi công đóng cừ 74

Hình 2- 22: Thao tác cẩu cừ để thi công 74

Hình 2- 23: Thao tác lắp đặt tai móc cẩu vào cừ 74

Hình 2- 24: Thao tác định vị thi công đóng cừ 75

Hình 2- 25: Thi công kết cấu trụ pin cống 76

Hình 2-26: Thi công lắp đặt cửa van 76

Hình 2-27: Thi công kết cấu cầu giao thông 77

Hình 3-1: Vị trí cống Cầu Kênh trong dự án thủy lợi Ba Rài - Phú An 82

Hình 3- 2: Hiện trạng cống Cầu Kênh 85

Hình 3- 3: Cắt dọc kết cấu cống Cầu Kênh 87

Hình 3- 4: Mặt cắt dầm van cống Cầu Kênh 88

Hình 3-5: Kết cấu trụ pin và trụ cầu giao thông cống Cầu Kênh 89

Hình 3-6: Kết cấu cửa van cống Cầu Kênh ( B=10m, H = 4,5m ) 90

Hình 3-7: Cải tiến kết cấu dầm van và khe bên cống Cầu Kênh 92

Hình 3- 8: Kết cấu cửa van clape trục dưới (cửa sập) truyền thống 93

Hình 3- 9: Kết cấu cửa sập cải tiến có cửa van phụ tự động đóng mở 93

Hình 3- 10: Thi công đóng cừ cống Cầu Kênh 94

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của Đề tài:

Tiền Giang là tỉnh trọng điểm sản xuất cây ăn trái ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với các loại cây đặc sản nổi tiếng cả nước như: Cam sành Cái Bè, Xoài cát Hòa lộc, Sầu riêng Chín Hóa, Vú sữa Lò rèn, Măng cụt,… Theo Báo cáo của Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Tiền Giang, diện tích trồng cây ăn trái tỉnh Tiền Giang năm 2007 là 68.251 ha lớn nhất các tỉnh ở ĐBSCL (chiếm hơn 20% tổng diện tích cây ăn trái ĐBSCL) Trong đó diện tích vườn chuyên canh 63.975 ha, hình thành các vùng sản xuất tập trung với sản lượng đủ lớn, thuận lợi cho việc thu mua buôn bán trái cây như vùng trồng Khóm Tân Phước (11.112 ha), vùng Thanh long Chợ Gạo (1.599 ha),

Vũ sữa Lò rèn Châu Thành (2077 ha), Xoài cát Hòa Lộc Cái Bè (2.132 ha), Sầu riêng Cai Lậy (4.640 ha) Cây ăn trái đang là thế mạnh sản xuất nông nghiệp của tỉnh Tiền Giang và cũng là mô hình canh tác đạt giá trị sản lượng

thu nhập cao

Diện tích cây ăn trái của tỉnh Tiền Giang tập trung ở vùng ven sông Tiền và cù lao trên đất phù sa thuộc vùng nước ngọt, nơi đây mạng lưới kênh rạch phát triển, thuận lợi cho sinh trưởng các loại cây ăn trái Để phục vụ sản xuất nông nghiệp tỉnh Tiền Giang, những năm qua Nhà nước và địa phương

đã tập trung đầu tư có hiệu quả dự án thủy lợi ngọt hóa Gò Công, dự án thủy

lợi Bảo Định,… ngăn mặn - giữ ngọt chủ động nguồn nước tưới cho sản xuất góp phần bảo đảm “an ninh lương thực trong tỉnh” Riêng đối với vùng trồng cây ăn trái, hệ thống thủy lợi chưa được đầu tư tương xứng với tiềm năng phát triển, chủ yếu là khai thác điều kiện tự nhiên kênh mương sẵn có bị bồi lấp, hạn chế khả năng dẫn nước, hệ thống công trình đê bao, bờ bao quy mô nhỏ, cao trình thấp, cống điều tiết nước, ngăn lũ - ngăn mặn chưa được đầu tư xây dựng, hầu hết còn bỏ ngỏ Theo báo cáo của Chi cục Thủy lợi tỉnh Tiền Giang, đến cuối năm 2008: 3/59 ô bao đã có 4.884,3 ha trong tổng số 62.345,8 ha diện tích vùng cây ăn trái có hệ thống thủy lợi khép kín hoàn chỉnh (chiếm 7,83%) và 31 cống điều tiết đã xây dựng trong tổng số 1.068

cống theo quy hoạch (chiếm 3%) Do vậy sản xuất của nhân dân vùng trồng cây ăn trái gặp rất nhiều khó khăn trong việc chủ động phòng chống thiên tai: ngập lũ và xâm nhập mặn Theo kết quả điều tra của Sở Nông nghiệp & PTNT Tiền Giang, do chưa được đầu tư xây dựng các công trình ngăn lũ (đê bao, cống) nên thiệt hại do ảnh hưởng ngập lũ vườn cây ăn trái năm 1996 là 2.552 ha ; năm 2000 là 15.721 ha (chiếm gần 3% diện tích trồng cây ăn trái của Tỉnh) Tổng giá trị thiệt hại năm 2000 ước tính 472 tỷ đồng

Thực trạng trên cho thấy đầu tư xây dựng hệ thống thủy lợi vùng cây ăn trái của tỉnh đang gặp rất nhiều khó khăn, trước hết là vốn đầu tư của Nhà

nước và địa phương quá thiếu so với yêu cầu của thực tế sản xuất, sau đó là chi phí đầu tư xây dựng các công trình thủy lợi đặc biệt là cống ngăn lũ và điều tiết nước theo công nghệ truyền thống quá cao (1,8÷2,2 tỷ đồng/m ngang cống), công tác đền bù giải phóng mặt bằng phức tạp là những cản trở lớn ảnh hưởng đến tính khả thi khi lập các dự án đầu tư phát triển thủy lợi ở vùng cây

ăn trái tỉnh Tiền Giang

Để khắc phục tình trạng trên, trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu cải tiến kết cấu cống truyền thống đã được triển khai và ứng dụng ở nhiều địa phương các tỉnh ĐBSCL như: kết cấu cống kiểu trụ đỡ, cống đập xà lan, kết cấu cống lắp ghép bằng BTCT và BTCT dự ứng lực,…

Ưu điểm nổi bật các công nghệ mới là: thi công nhanh, hạn chế giải tỏa mặt bằng xây dựng, chi phí đầu tư thấp,… phù hợp với khả năng kinh phí của địa phương

Do vậy việc nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật về xây dựng công trình cống điều tiết theo công nghệ mới là rất quan trọng và cấp thiết Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học nhằm đề xuất các giải pháp KHCN để xây dựng các công trình cống ngăn lũ, ngăn mặn và điều tiết nước phù hợp điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội, góp phần tăng tính hiệu quả các dự án đầu tư và triển khai thực hiện nhanh chương trình phát triển vùng cây ăn trái theo quy hoạch của tỉnh

II Mục đích của đề tài luận văn

Nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm một số kết cấu cống lắp ghép bằng

cừ BTCT và BTCT dự ứng lực để điều tiết nước và chống lũ bảo vệ vườn cây

ăn trái vùng ngập lũ nông (∆Z ≤ 1,2m) tỉnh Tiền Giang thay cho kết cấu cống BTCT truyền thống đáp ứng các yêu cầu sau:

- Kết cấu công trình ổn định và bền vững,

- Chủ động ngăn lũ và điều tiết nguồn nước theo yêu cầu sản xuất,

- Thời gian thi công nhanh, hạn chế chi phí đền bù giải toả,

- Kết hợp giao thông thuỷ bộ thuận tiện,

- Quản lý vận hành đơn giản,

- Chi phí đầu tư thấp

III Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Cách tiếp cận

- Xem xét về các công nghệ xây dựng cống (cống truyền thống và cống công nghệ mới) hiện nay ở ĐBSCL dựa trên các tài liệu, số liệu thực tế

có được và phân tích trên quan điểm tổng quan và toàn diện

- Kế thừa những kết quả đã được nghiên cứu, để ứng dụng và giải quyết cho công trình cống vùng nghiên cứu

Đề tài kết hợp các phương pháp chủ yếu sau:

- Phương pháp kế thừa: Sử dụng có chọn lọc các sản phẩm KHCN hiện

có trên thế giới và trong nước về công nghệ vật liệu mới và kết cấu công trình ngăn sông liên quan đến đề tài;

- Phương pháp điều tra tổng kết thực tế để đánh giá tổng quan về công nghệ xây dựng công trình ngăn sông đã nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới về: các loại cống, hình thức, quy mô kết cấu cống, công nghệ

chế tạo và công nghệ thi công, ưu nhược điểm, điều kiện và phạm vi ứng dụng của mỗi công nghệ,…

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: sử dụng nguyên lý kết cấu công trình để đề xuất cơ sở khoa học thiết kế kết cấu cống mới

- Phương pháp mô hình toán: Sử dụng các phần mềm tính toán kết cấu - biến dạng, tính toán ổn định với sơ đồ tính toán được mô hình hoá dựa trên hình dạng kết cấu công trình thực kết hợp với việc phân tích sự tương tác giữa công trình và nền trong các trường hợp làm việc để thiết

kế công trình (ứng dụng phần mềm Plaxis, Sap 2000, Geo-Slope)

- Phương pháp nghiên cứu ứng dụng

IV Kết quả dự kiến đạt được

1 Thiết kế cải tiến kết cấu cống lắp ghép sử dụng tối đa các vật liệu thông dụng có công nghệ chế tạo và thi công phù hợp như (cọc, cừ BTCT) để thay thế các công nghệ mang tính độc quyền;

2 Cải tiến công nghệ thi công nhằm thay thế công nghệ đóng cừ (dùng búa rung kết hợp xói nước áp lực cao) bằng công nghệ búa đóng cọc phổ thông;

3 Cải tiến kết cấu dầm van và khung cửa van, các chi tiết kín nước để thuận tiện trong thi công lắp đặt tại hiện trường và công tác duy tu bảo dưỡng;

4 Lắp đặt cửa van tự động hai chiều, cửa van phẳng, cống kết hợp cầu giao thông nông thôn tải trọng 5 tấn đến 8 tấn

CHƯƠNG 1:

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Đặc điểm địa lý

Tiền Giang thuộc ĐBSCL, nằm trong tọa độ 105o

50’ đến 106o

45’ độ kinh Đông và 10o

35’ đến 10o

12’ độ vĩ Bắc Phía Bắc và Đông Bắc giáp Long

An và thành phố Hồ Chí Minh, phía Tây giáp Đồng Tháp, phía Nam giáp Bến Tre và Vĩnh Long, phía Đông giáp biển Đông Tiền Giang nằm trải dọc trên

bờ Bắc sông Tiền (một nhánh của sông Mêkông) với chiều dài 120 km Diện tích tự nhiên: 2,481.8 km2

, có 7 huyện, thành phố Mỹ Tho và thị xã Gò Công

Bờ biển dài 32 km với hàng ngàn ha bãi bồi ven biển, nhiều lợi thế trong nuôi trồng các loài thủy hải sản (nghêu, tôm, cua,…) và phát triển kinh tế biển

Hình 1-1: Bản đồ vị trí tỉnh Tiền Giang

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Tỉnh Tiền Giang có địa hình bằng phẳng, với độ dốc nhỏ hơn 1% và cao trình biến thiên từ 0÷1,6 m so với mặt nước biển, phổ biến từ 0,8÷1,1 m

thuộc vùng ngập lũ nông ở khu vực ĐBSCL Nhìn chung, toàn vùng không có hướng dốc rõ ràng, tuy nhiên có những khu vực có tiểu địa hình thấp trũng hay gò cao hơn so với địa hình chung như sau:

- Khu vực đất cao ven sông Tiền (đê sông tự nhiên) phân bố dọc theo sông Tiền và kéo dài từ xã Tân Hưng (Cái Bè) đến xã Xuân Đông (Chợ Gạo) Cao trình phổ biến từ 0,9÷1,3 m, đặc biệt trên dãy đất cao ven sông Nam quốc

lộ 1 từ Hoà Hưng đến thị trấn Cái Bè do hầu hết đã lên vườn nên có cao trình lên đến 1.6÷1.8 m

(Nguồn Viện Quy hoạch thủy lợi miền Nam)

Hình 1-2: Bản đồ ngập lũ ĐBSCL

- Khu vực thuộc địa bàn huyện Cai Lậy, Cái Bè, giới hạn giữa kênh Nguyễn Văn Tiếp và dãy đất cao ven sông Tiền có cao trình phổ biến từ 0,7÷1,0 m và có khuynh hướng thấp dần về kênh Nguyễn Văn Tiếp Trên địa bàn có hai khu vực giồng cát và vùng lân cận giồng cát có cao trình lớn hơn 1.0 m là giồng Cai Lậy (bao gồm Bình Phú, Thanh Hoà, Long Khánh, thị trấn Cai Lậy, Tân Bình, Nhị Mỹ) và giồng Nhị Quý (kéo dài từ Nhị Quý đến gần Long Định) Do đó, khu vực nằm giữa hai giồng này là dãy đất cao ven sông Tiền (bao gồm khu vực Long Tiên, Mỹ Long, Bàn Long, Bình Trung) có cao trình thấp hơn nên khó tiêu thoát nước

- Khu vực trũng phía Bắc Đồng Tháp Mười (bao gồm hầu hết huyện Tân Phước) có cao trình phổ biến từ 0,60÷0,75 m, cá biệt tại xã Tân Lập 1 và Tân Lập 2 có cao trình thấp đến 0,4÷0,5 m Do lũ hàng năm của sông Cửu Long tràn về Đồng Tháp Mười cộng với cao trình mặt đất thấp nên đây là khu

bị ngập nặng nhất của tỉnh

- Khu vực giữa Quốc lộ 1 và kênh Chợ Gạo có cao trình từ 0,7÷1,0 m bao gồm vùng đồng bằng bằng phẳng 0,7÷0,8 m nằm kẹp giữa giồng Phú Mỹ, Tân Hương, Tân Hiệp (Châu Thành) phía Tây và giồng Bình Phục Nhất, Bình Phan (Chợ Gạo) phía Đông

- Khu vực Gò Công giới hạn từ phía Đông kênh Chợ Gạo đến biển Đông, có cao trình phổ biến từ 0,8 và thấp dần theo hướng Đông Nam, ra đến biển Đông chỉ còn 0,4÷0,6 m Có hai vùng trũng cục bộ tại xã Thạnh Trị, Yên Luông, Bình Tân (Gò Công Tây) và Tân Điền, Tân Thành (Gò Công Đông)

Do tác động bồi lắng phù sa từ cửa Xoài Rạp đưa ra, khu vực ven biển phía Bắc (Tân Trung, Tân Phước, Gia Thuận, Vàm Láng) có cao trình hơn hẳn khu vực phía Nam

Trên địa bàn còn có rất nhiều giồng cát biển hình cánh cung có cao trình phổ biến từ 0,9÷1,1 m nổi hẳn lên trên các đồng bằng chung quanh

1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng

Nhìn chung, đất đai của tỉnh phần lớn là nhóm đất phù sa (chiếm 53%), thuận lợi nguồn nước ngọt, từ lâu đã được đưa vào khai thác sử dụng, hình thành vùng lúa năng suất cao và vườn cây ăn trái chuyên canh của tỉnh; còn

lại 19,4% (45.912 ha) là nhóm đất phèn và 14,6% (34.552 ha) là nhóm đất phù sa nhiễm mặn, trong thời gian qua được tập trung khai hoang, mở rộng diện tích, cải tạo và tăng vụ thông qua các chương trình khai thác phát triển vùng Đồng Tháp Mười, chương trình ngọt hoá Gò Công, đã từng bước mở rộng vùng trồng lúa năng suất cao, vườn cây ăn trái sang các huyện phía Đông và vùng chuyên canh cây công nghiệp thuộc huyện Tân Phước

1.1.4 Thời tiết - Khí hậu

a Đặc tính chung khu vực:

Khu nghiên cứu nằm nơi trung tâm của đồng bằng Nam Bộ Khí hậu mang tính chất của miền đồng bằng rộng lớn với lượng mưa phong phú, sự phân mùa sâu sắc Hàng năm thời tiết chịu sự chi phối bởi các hoạt động của gió mùa nhiệt đới với hai loại gió mùa chính mùa Hạ và mùa Đông luân phiên

hoạt động Tương ứng với hai hình thái thời tiết trên trong năm hình thành 2 mùa tương phản sâu sắc: mùa mưa từ tháng VI tới tháng XI Lượng mưa trong mùa này chiếm tới 80÷85% lượng mưa cả năm Mùa khô từ tháng XII

tới tháng V năm sau (thường có hạn Bà chằng vào tháng 7, tháng 8), trong đó bao gồm 2 tháng chuyển tiếp là tháng XII và tháng V Lượng mưa 2 tháng này chiếm khoảng 80% tổng lượng mưa của mùa khô

b Nhiệt độ: Khí hậu tỉnh Tiền Giang mang tính chất nội chí tuyến - cận xích

đạo và khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ bình quân cao và nóng quanh năm Nhiệt độ bình quân trong năm là 27÷27,9oC; tổng tích ôn cả năm 10.183oC/năm

c Mưa: Tiền Giang nằm trong dãy ít mưa, lượng mưa trung bình 1.210÷1.424

mm/năm và phân bố ít dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông

 Mưa năm: Lượng mưa năm bình quân nhiều năm (1962÷1971;

1976÷1999) Xo = 1.436 mm Với các đặc trưng thống kê Cv = 0.18, Cs = 2Cv Phân bố theo từng tháng ghi trong bảng sau:

Bảng 1.1: Lượng mưa tháng bình quân nhiều năm

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Xi(mm) 6,2 2,3 4,8 41,4 161 189 199 176 237 259 119 41,8 1436

3, 5 ngày sẽ quyết định mức độ úng lụt nơi nội đồng Sau khi thống kê tính toán lượng mưa theo phương pháp trạm năm kết quả như sau:

Bảng 1.2: Lượng mưa thời đoạn thiết kế (Xp: mm)

Thời đoạn

(ngày)

X o (mm)

1.1.5 Đặc điểm thủy văn

a Chế độ dòng chảy sông Tiền và Sông Hậu

Mêkông là con sông lớn trong khu vực Dòng chính ở địa phận Việt Nam theo 2 nhánh gọi là sông Tiền và sông Hậu Khi chảy vào Việt Nam lượng dòng chảy qua sông Tiền chiếm tới gần 80% tổng lượng dòng chảy của

2 nhánh sông Tiền và sông Hậu cộng lại

Bảng 1.3: Lưu lượng Qmax(m³/s) năm trên sông Tiền và sông Hậu

Năm 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1986 1987 B.Quân Tân Châu 25.600 22.200 22.300 24.700 22.000 19.800 22.400 20.900 19.900 22.200

R (%) 78,7 84,2 77,8 75,4 75,9 78,3 75,2 77,8 79,5 78,1 Châu Đốc 6910 4.160 6.370 8.040 6.990 5.500 7.380 5.960 5.140 6.272

R (%) 21,3 15,8 22,2 24,6 24,1 21,7 24,8 22,2 20,5 21,9

M ỹ Thuận 15.100 12.400 12.900 14.200 11.700 11.800 13.400 11.600 10.500 12.600

R (%) 51,7 52,5 50,2 48,1 45,2 52,1 50,2 48,2 46,9 49,4 Cần Thơ 14.100 11.200 12.800 15.200 14.300 10.900 13.300 12.500 11.900 12.900

R (%) 48,3 47,5 49,8 51,9 54,8 47,9 49,8 51,8 53,1 50,6

Chế độ mực nước ngoài sông Tiền đoạn qua khu nghiên cứu bị ảnh hưởng rất lớn bởi chế độ thuỷ triều ngoài biển Đông Sự ảnh hưởng này thể

hiện cả quy luật dòng chảy và mực nước Trong ngày mực nước dao động theo chu kỳ bán nhật triều không đều Tương ứng là 2 lần dòng chảy theo hướng xuôi hạ lưu và 2 lần theo hướng ngược lên thượng lưu xen kẽ nhau Quy luật trên diễn ra ngay cả vào mùa lũ khi mà lượng dòng chảy từ thượng nguồn là rất lớn, như trận lũ lớn tháng X năm 2000 biên độ triều trong ngày

vẫn đạt khoảng 1,0 m Tuy nhiên, mực nước đã dâng lên đáng kể đặc biệt là chân triều, điều đó sẽ gây khó khăn rất lớn cho quá trình tiêu úng nội đồng cả

về mức độ và thời gian duy trì ngập lụt Và như vậy cần phải kết hợp các cống

có điều khiển tự động hoặc hệ thống trạm bơm,… Đặc trưng mực nước trên sông Tiền tại một số vị trí như sau:

thiết kế Khảo sát mực nước lớn nhất một số năm lũ lớn đã xảy ra trong khu Đồng Tháp Mười, có thể thấy rõ là khu vực phía Nam Quốc lộ 1 tình trạng úng lụt đã giảm nhẹ tương đối nhiều và mực nước càng thấp dần theo hướng

ra sông Tiền Khu vực Bắc Quốc lộ 1, nam kênh Nguyễn Văn Tiếp mực nước lớn nhất vào khoảng 230÷260cm tăng dần theo hướng Bắc Trong khi đó tại

Cu ối Kênh 28 302 289 Đầu Sông Hoà Khánh

Cu ối K Ng Văn Tiếp 213 188

Mực nước thiết kế trường hợp tiêu úng nội đồng:

Hàng năm, mực nước ngoài sông Tiền thường xảy ra các trận lũ lớn vào các tháng IX & X Đây là thời kỳ lũ từ Đồng Tháp Mười kịp xâm nhập mạnh nhất tới khu nghiên cứu, đồng thời với sự xuất hiện triều cường ngoài sông Tiền Kết hợp với những trận mưa lớn nơi nội đồng, sinh ra úng lụt trên

một diện rộng và duy trì tới cả hàng tháng Điều đó sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng trồng cây và sinh hoạt của nhân dân trong vùng Vào đầu mùa mưa (V & VI) những trận mưa đầu mùa sẽ là nguyên nhân trực tiếp gây

ra hiện tượng chua phèn trong kênh rạch và lan tràn sang vùng xung quanh

Bài toán tiêu nhằm giải quyết úng lụt nội đồng và thau chua rửa phèn vào đầu mùa mưa theo các chỉ tiêu:

 Tần suất mực nuớc thiết kế ngoài sông: P = 25%

 Chỉ tiêu thời đoạn tính toán T = 7 ngày liên tục có giá trị mực nước đỉnh triều bình quân là lớn nhất trong năm

 Số liệu mực nước giờ thực đo tháng X năm 2000 khi hiệu chỉnh về tần suất thiết kế được chọn làm mô hình triều tính toán như ghi trong bảng 1.6

Chỉ tiêu các đặc trưng thiết kế là:

 Tần suất mực nước thiết kế ngoài sông P = 75%

 Chỉ tiêu thời đoạn tính toán T = 15 ngày liên tục có giá trị mực nước đỉnh triều bình quân là nhỏ nhất

 Số liệu mực nước giờ thực đo tháng IV năm 1998 chọn làm mô hình triều tính toán Như bảng sau:

Bảng 1.8: Mực nước tưới thiết kế P=75% trên sông Tiền tại cửa Rạch Cái Bè (cm)

1.1.6 Tình hình sản xuất nông nghiệp

Sản phẩm nông lâm ngư nghiệp gồm cây lương thực có hạt đạt sản lượng 1.294 ngàn tấn ; khóm sản lượng 89.650 tấn ; mía sản lượng 17.902 tấn

; dừa 83.405 ngàn quả ; cây ăn trái 530.175 tấn Tiền Giang có diện tích trồng cây ăn trái lớn nhất so với các địa phương trong cả nước với nhiều giống cây

có giá trị xuất khẩu cao như: xoài cát Hòa Lộc, vú sữa Vĩnh Kim, nhãn xuồng cơm vàng, sơri Gò Công, bưởi long Cổ Cò và nhiều loại cây có múi khác,…

Sản lượng từ nuôi và khai thác thủy sản đạt 109.632 tấn, trong đó khai thác đạt 69.139 tấn

Nhận xét chung:

Tuy nằm ở hạ lưu châu thổ sông Cửu Long, thừa hưởng nhiều thuận lợi

từ vị trí địa lý, nguồn nước phong phú với nhiều tài nguyên, đất đai bằng phẳng, màu mỡ và được phù sa bồi đắp hàng năm, sản lượng lúa luôn tăng và sản xuất cây ăn trái với nhiều giống loài đặc sản, song tỉnh Tiền Giang cũng

phải luôn đối mặt với không ít khó khăn và hạn chế trong điều kiện tự nhiên, với những tác động không nhỏ và khôn lường từ các họat động ở thượng lưu,

và hơn cả là với các mâu thuẫn giữa tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường ngay chính ở các địa phương trong tỉnh

Trong tiến trình phát triển kinh tế - xã hội ở ĐBSCL nói chung, tỉnh Tiền Giang nói riêng, những hạn chế về điều kiện tự nhiên là rào cản không nhỏ, nếu không muốn nói là cực kỳ to lớn, đặc biệt đối với sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân Những hạn chế chính của điều kiện tự nhiên là (a) ảnh hưởng của lũ ở vùng đầu nguồn ; (b) mặn xâm nhập ở vùng ven biển ; (c) đất phèn và sự lan truyền nước chua ở những vùng thấp trũng ;

và (d) thiếu nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt ở những vùng xa sông, gần biển

Để đáp ứng với nhu cầu phát triển, trong nhiều năm qua, Đảng và Nhà nước đã cho triển khai nhiều chương trình phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh như Chương trình phát triển Đồng Tháp Mười (1985-1995), Chương trình ngọt hóa ở vùng ven biển Gò Công, Chương trình phát triển cây ăn trái , Quy hoạch và kiểm soát lũ ĐBSCL và Quy hoạch và kiểm soát lũ tỉnh Tiền Giang,… Thông qua các dự án, nhiều công trình thủy lợi đã được nghiên cứu

đề xuất và xây dựng Đặc biệt, từ 1996, sau khi có Quyết định 99-TTg về phát triển thủy lợi kết hợp với giao thông và dân cư, cộng với việc phê duyệt quy hoạch kiểm soát và sử dụng nước lũ của Thủ tướng Chính phủ năm 1998, mở đầu cho hàng lọat công trình kiểm soát lũ ra đời, là động lực và đòn bẩy quan trọng không những cho vùng ngập lũ mà còn cho cả đồng bằng có cơ hội và điều kiện phát triển nhanh chóng hơn Chính vì nhờ những phát triển thủy lợi mang tính chiến lược ấy, cùng với việc ứng dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật và động lực phát triển khác, đã đưa sản lượng lúa và cây ăn trái của Tỉnh có một bước đột phá lớn mang tính chất lịch sử

Song, những biến động thiên nhiên và thị trường trong những năm qua, như các trận lũ lớn 1996, 2000, lũ nhỏ 1998, xâm nhập mặn 1998, 2003, bão 1997,… xói lở bờ sông 2000-2002, 2004-2005, cùng với việc chuyển đổi cơ cấu sản xuất với quy mô lớn và rộng khắp từ năm 2001 đến nay, đã và đang đặt ra nhiều vấn đề cho công tác phát triển thủy lợi Những vấn đề đó không

chỉ là những bài toán đặt riêng ngành thủy lợi, như kiểm soát lũ, cấp nước, tiêu nước, kiểm soát mặn, phòng chống xói lở bờ, mà còn là sự phối hợp để giải bài toán đa mục tiêu với thủy lợi phục vụ cho phát triển nông nghiệp, giao thông, dân sinh, bảo vệ môi trường để phát triển một nền nông nghiệp của tỉnh nói riêng, của ĐBSCL nói chung bền vững trước những ảnh hưởng chưa thể lường hết được của vấn đề biến đổi khí hậu - nước biển dâng trong khu vực và toàn cầu

1.2 Quy ho ạch thủy lợi tỉnh Tiền Giang

1.2.1 Quy hoạch thủy lợi

Về thủy lợi, quy hoạch năm 1983 đã chia tỉnh Tiền Giang ra làm 5 vùng là: Vùng Cái Bè, Tây Cai Lậy, Đông Cai Lậy, Bảo Định và vùng ngọt hóa Gò Công; năm 1993 thêm vùng Bắc Đông ở phía Bắc kênh Nguyễn Văn Tiếp, giáp tỉnh Long An Kể từ sau trận lũ lịch sử năm 2000, vùng bị ngập lụt của tỉnh đã được khảo sát và xem xét lại toàn diện, để qua đó có đối sách kiểm soát lũ hiệu quả, phù hợp với tình hình mà lũ lớn có thể xảy ra thường xuyên hơn, cũng như phương hướng sử dụng đất của từng tiểu vùng và định hướng quy hoạch lũ bổ sung cho toàn ĐBSCL Trên cơ sở này, việc phân vùng thủy lợi của tỉnh giai đoạn 2000 - 2020 đã được điều chỉnh để phù hợp với tình hình mới, theo đó toàn tỉnh được chia ra 4 vùng thủy lợi như sau:

a, Vùng kiểm soát lũ: Gộp chung các vùng dự án thủy lợi Bắc Đông,

Cái Bè, Tây Cai Lậy, Đông Cai Lậy trước đây và phần phía Tây QL60 - QL1A của dự án Bảo Định thành vùng kiểm soát lũ với diện tích tự nhiên 139.230,23 ha (58,83% diện tích tự nhiên toàn tỉnh), dân số năm 2000 là 871.852 người (chiếm 53,87% dân số toàn tỉnh) Lũ lụt là trở ngại chủ yếu cho canh tác và đời sống ở đây

kinh, rạch

vùng gò công vùng bảo định

i M in Cit y

q 1a q 1a

q 1a

q 1a q 1a

q 1a

QL 1A

QL 1A

QL 1QL 1AA

QL 1QL 1AA

(Nguồn Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam)

Hỡnh 1-3: Bản đồ phõn vựng ngập lũ tỉnh Tiền Giang

b, Vựng Bảo Định: Chỉ cũn lại phần phớa Đụng QL1A-QL60 đến kờnh

Chợ Gạo - kờnh Kỳ Hụn Diện tớch tự nhiờn thuộc Tiền Giang 19.900 ha

c, Vựng ngọt húa Gũ Cụng: Phớa Đụng kờnh Kỳ Hụn - kờnh Chợ Gạo

đến biển Đụng (như cũ) Diện tớch tự nhiờn 54.400 ha

d, Cỏc cự lao trờn sụng Tiền, sụng Cửa Tiểu

Phần lớn quy hoạch thủy lợi tại cỏc vựng của Tiền Giang được lập năm

1983, sau đú cập nhật và bổ sung theo nhu cầu phỏt triển mới của địa phương

và của vựng Hiện nay, về kiểm soỏt lũ tỉnh đang thực hiện theo quy hoạch năm 2003, cỏc vựng cũn lại theo quy hoạch năm 2006 và 2008 Diện tớch của vựng kiểm soỏt lũ khỏ lớn (139.230 ha) và được chia làm 3 khu: Khu trồng lỳa (68.342 ha, gồm cả đất rừng), khu trồng khúm (8.542 ha) và khu trồng cõy

ăn trỏi (62.346 ha); trong đú khu trồng khúm và khu trồng cõy ăn trỏi được quy hoạch kiểm soỏt lũ triệt để Hai khu quy hoạch kiểm soỏt lũ triệt để lại

được chia làm nhiều ô, hệ thống công trình thủy lợi trong từng ô được xây dựng theo các dự án được lập căn cứ vào quy hoạch kiểm soát lũ chung đã được duyệt

1.2.2 Tình hình xây dựng CTTL vùng trồng cây ăn trái tỉnh Tiền Giang

Việc xây dựng các ô bao kiểm soát lũ triệt để trong thời gian qua nói chung còn rất chậm, chủ yếu vì thiếu kinh phí Tính đến cuối 2008, tình hình xây dựng các công trình kiểm soát lũ trong tổng số 59 ô bao vườn cây ăn trái

và 36 ô khóm theo quy hoạch như sau:

+ Hầu hết các ô đã có đê bao với cao trình bảo đảm ngăn được lũ với mức lũ năm 2000

+ Tại khu vực được quy hoạch trồng khóm hiện chỉ có 06/36 ô có đầy

đủ cống điều tiết dưới đê, chỉ đến khi hoàn thành 2 dự án Tây và Đông kinh

Lộ Mới nói trên mới có thể chủ động kiểm soát lũ cho 2/3 diện tích các ô khóm theo quy hoạch Tuy nhiên theo quy hoạch kiểm soát lũ, khi có lũ lớn các ô tại khu vực trồng khóm không thể tiêu tự chảy vì lúc ấy mực nước cao

và biên độ triều rất bé nên cần phải bơm tiêu, hiện nay chỉ có 10/36 ô đã xây dựng cụm bơm

+ Tại khu vực được quy hoạch trồng cây ăn trái dọc sông Tiền và khu Quản Thọ hiện chỉ có 31 cống điều tiết đã được xây dựng trên tổng số 1.068 cống các loại theo quy hoạch Xét về mặt kiểm soát lũ chủ động theo quy hoạch, hiện chỉ có 3 ô vườn (2 ô Cái Bè - Trà Lọt ký hiệu CB 34, CB 35 và ô Quản Thọ ký hiệu QT 7) đã có đầy đủ các cống điều tiết dưới đê, 2 ô vườn (ô

Ba Rài - Ông Mười và ô Phú An - Ba Rài) đã có xây một số cống nhỏ dưới đê nhưng chưa đủ, các ô còn lại đều chưa có cống nên không thể chủ động ngăn

và điều tiết nước khi có lũ, hàng năm vào mùa lũ phải đắp đập tạm và lúc lũ rút phải phá đập cho giao thông thủy và tháo nước ô nhiễm bên trong ô ra ngoài nên rất tốn kém và độ an toàn không cao Việc đắp các đập tạm hàng

năm, tuy khá tốn kém như đã thấy, chỉ là giải pháp tạm thời khi chưa có vốn lớn để xây các công trình kiên cố theo quy hoạch (nhất là các cống lớn) vì vậy hiện chỉ có 4.884,30 ha được chủ động ngăn lũ, chủ động điều tiết nước trong

ô trên tổng số 62.345 ha theo yêu cầu

Theo số liệu thống kê của Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Tiền Giang [13], đến cuối năm 2008 tình hình xây dựng các ô bao kiểm soát lũ tại khu vực quy hoạch trồng cây ăn trái và dự kiến xây dựng trong vài năm tới theo

kế hoạch như sau:

- Diện tích tự nhiên vùng quy hoạch trồng cây ăn trái: 62.345,80 ha

- Tổng số ô bao thủy lợi theo quy hoạch : 59

1.3 Hi ện trạng thủy lợi vùng cây ăn trái tỉnh Tiền Giang

1.3.1 Hiện trạng kênh mương

Theo báo cáo thống kê của Chi cục thủy lợi tỉnh Tiền Giang, từ năm

1976 đến năm 1998 đã nạo vét: được thống kê trong bảng sau:

Bảng 1.9: Các dự án nạo vét kênh đã thực hiện ở Tiền Giang từ năm 1976 đến nay

24 Kinh Ông Mười-Cầu

Hình 1-4: Hiện trạng kênh mương vùng dự án

Hệ thống kênh mương trong vùng ảnh hưởng lũ của tỉnh nhìn chung chưa được đầu tư nạo vét và cải tạo Đây là vùng có mật độ kênh mương khá dày đặc, hiện trạng các kênh bị bồi lắng và co hẹp mặt cắt khá phổ biến, hiện nay ngoài các trục thoát lũ kênh chính được nhà nước đầu tư nạo vét, số còn lại vẫn chủ yếu khai thác trên hiện trạng kênh tự nhiên nên khả năng tiêu thoát, dẫn nước tưới và giao thông thủy rất hạn chế

1.3.2 Hiện trạng đê bao

Để giải quyết yêu cầu ngăn lũ bảo vệ sản xuất và đời sống nhân dân trong vùng dự án, trong những năm qua các cấp chính quyền và nhân dân các địa phương vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang đã đầu tư xây dựng nhiều tuyến đê bao, bờ bao ngăn lũ Sau trận lũ lớn năm 1996, để bảo vệ khu trồng cây ăn trái ở phía Nam QL1A, hai huyện trong vùng ảnh hưởng lũ của tỉnh có nhiều vườn cây ăn trái là Cai Lậy và Cái Bè đã chủ động lập kế hoạch và thi công 26 ô bao ngăn lũ cỡ nhỏ, qui mô mỗi ô đa số chỉ từ 15 đến 35 ha đã được xây dựng bằng nguồn vốn thủy lợi phí Trong trận lũ lớn năm 2000, tất

cả các ô này đều đã bị tràn ngập vì các đê bao đã đắp quanh mỗi ô chỉ đủ sức ngăn lũ ở mức lũ trung bình như năm 1994 Lũ năm 2000 là trận lũ lớn, hơn

cả lũ năm 1996, nên đã dễ dàng tràn ngập và phá hỏng tất cả bờ bao đã đắp Tình trạng này xảy ra do những nguyên nhân sau:

- Hầu hết đê bao đã được thiết kế với cao trình đỉnh không đạt yêu cầu

dù chỉ ngăn lũ ở mức lũ 1996

- Nguồn thủy lợi phí của mỗi huyện hàng năm có giới hạn, số lượng ô bao cần thực hiện mỗi năm lại khá nhiều nên tiêu chuẩn kỹ thuật khi thiết kế công trình đã không được thực thi đúng mức, nhất là cao trình đỉnh đê (giai đoạn này các huyện quản lý nguồn vốn thủy lợi phí)

Hình 1-5: Hiện trạng tuyến đê bao vùng dự án

Bảng 1.10: Các dự án đê bao ngăn lũ đã xây dựng ở tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến nay

2 HT thủy lợi Cái Bè - Trà

3 Ô bao bảo vệ vùng cây ăn

5

Nâng cấp tuyến đê bao bảo

vệ vườn cây ăn trái ấp Mỹ

(Nguồn Chi cục thủy lợi tỉnh Tiền Giang)

Nhìn chung, quy mô công trình đê bao trong vùng hiện nay chưa đáp ứng được yêu cầu ngăn lũ kết hợp phát triển hạ tầng cơ sở nông thôn trong

vùng, mặt cắt đê nhỏ, cao trình đê còn thấp, cần phải thiết kế nâng cao để thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng trong khu vực tương lai

1.3.3 Hiện trạng cống ngăn lũ

Số liệu thống kế sau 11 năm thực hiện (2000-2011) trên địa bàn vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang đã được đầu tư trên 21,5 tỷ đồng trong đó vốn Trung ương đầu tư trên 10 tỷ đồng (xây dựng các cống đầu mối và một số kênh trục chính), Ngân sách tỉnh và nhân dân đóng góp gần 10 tỷ đồng (xây dựng các kênh cấp 2 và thuỷ nông nội đồng)

Bảng 1.11: Các cống ngăn lũ đã xây dựng ở tỉnh Tiền Giang từ năm 2002 đến nay

Qui mô

Thời gian xây dựng

Vốn đầu tư (triệu đồng)

Số

Chiều rộng thông nước B(m)

8 Cống Chùa Cẩm Sơn Φ -1,0 150,0 2004 242

Hình 1-6: Hiện trạng đập tạm ngăn lũ ở tỉnh Tiền Giang

Hệ thống công trình ngăn lũ hiện nay chưa đủ khả năng kiểm soát triệt

để và điều tiết nước trong vùng: hệ thống đập thời vụ bằng cừ ván thép hiện nay còn tạm bợ nên chưa hoàn toàn chủ động điều tiết nguồn nước theo yêu cầu thực tế sản xuất, đặc biệt là những năm thời tiết diễn biến bất thường, thay đổi đột biến so với quy luật và dự báo Hệ thống đập tạm còn gây ô nhiễm môi trường, hạn chế giao thông thuỷ trong khu vực do vậy ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển kinh tế - xã hội của nhiều địa phương

Nhận xét đánh giá:

Kể từ sau trận lũ lịch sử năm 2000, ngành Thủy lợi tỉnh Tiền Giang đã tiến hành ra soát lại quy hoạch để có phương án kiểm soát lũ nhằm phục vụ sản xuất và đời sống có hiệu quả hơn Vùng quy hoạch lũ gồm toàn bộ diện tích các huyện: Cái Bè, Cai Lậy, Tân Phước, một phần huyện Châu Thành và thành phố Mỹ Tho Phương hướng chung kiểm soát lũ là: phân lũ, né lũ và tránh lũ

Nhiệm vụ thủy lợi trọng tâm để phục vụ sản xuất sản xuất của vùng là: bảo vệ các khu trồng cây ăn trái và trồng khóm tập trung bằng các giải pháp công trình là xây dựng đê bao và cống đập để ngăn lũ triệt để bảo vệ vườn cây đồng thời tiêu úng và cấp đủ nước tưới và ngăn mặn Điều này cho phép chuyển dịch đất lúa hiện có sang trồng cây ăn trái và tạo điều kiện thuận lợi

để đi vào thâm canh chiều sâu tăng năng suất và chất lượng cây trồng Theo Chương trình phát triển kinh tế vườn, diện tích vùng trồng cây ăn trái vùng

được quy hoạch lũ triệt để của tỉnh theo quy hoạch đến năm 2010 là khoảng 70.000 ha, giá trị sản xuất và lợi nhuận thu được sẽ chiếm tỉ trọng lớn nhất trong tổng giá trị sản xuất ngành trồng trọt của tỉnh Đây cũng là thế mạnh của tỉnh trong việc phát triển sản xuất nông nghiệp hàng hóa, kết hợp sản xuất trồng trọt với công nghiệp chế biến, thúc đẩy nông thôn mới phát triển

1.4 Tình hình ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang

Tiền Giang là một trong những tỉnh nằm trong vùng ảnh hưởng lũ ở ĐBSCL Vùng Nam kênh Nguyễn Văn Tiếp của tỉnh Tiền Giang là vùng kinh

tế phát triển ở ĐBSCL Đối với nông nghiệp ở vùng này hầu như đã sản xuất

3 vụ/năm, hơn nữa tại đây mức độ đa dạng hóa cây trồng cao (khoảng 55%), đặc biệt là vùng trồng cây ăn trái đặc sản xuất khẩu có giá trị kinh tế cao Nên những năm có lũ lớn hoặc lũ sớm thì mức độ thiệt hại rất lớn về lúa vụ 3, vườn cây ăn trái và các cơ sở hạ tầng khác Hàng năm do ngập lũ nên vùng này bị tổn thất lớn về vật chất, nhất là về thiệt hại vườn cây ăn trái và các cơ

sở hạ tầng

Sau trận lũ lớn năm 1996, để bảo vệ khu trồng cây ăn trái ở phía Nam QL1A, hai huyện trong vùng ảnh hưởng lũ của tỉnh có nhiều vườn cây ăn trái

là Cai Lậy và Cái Bè đã chủ động lập kế hoạch và thi công 26 ô bao ngăn lũ

cỡ nhỏ, qui mô mỗi ô đa số chỉ từ 15 đến 35 ha đã được xây dựng bằng nguồn vốn thủy lợi phí Trong trận lũ lớn năm 2000, tất cả các ô này đều đã bị tràn

ngập vì các đê bao đã đắp quanh mỗi ô chỉ đủ sức ngăn lũ ở mức lũ trung bình

như năm 1994 Lũ năm 2000 là trận lũ lớn, hơn cả lũ năm 1996, nên đã dễ dàng tràn ngập và phá hỏng tất cả bờ bao đã đắp, theo con số thống kê thiệt hại năm 2000 là khoảng 747 tỷ đồng

Tình trạng này xảy ra do những nguyên nhân sau:

- Hầu hết đê bao đã được thiết kế với cao trình đỉnh không đạt yêu

cầu dù chỉ ngăn lũ ở mức lũ 1996

- Nguồn thủy lợi phí của mỗi huyện hàng năm có giới hạn, số

lượng ô bao cần thực hiện mỗi năm lại khá nhiều nên tiêu chuẩn

kỹ thuật khi thiết kế công trình đã không được thực thi đúng

mức, nhất là cao trình đỉnh đê (giai đoạn nầy các huyện quản lý nguồn vốn thủy lợi phí)

Từ sự kiện trên, có thể rút ra những nhận định sau:

- Quy hoạch kiểm soát lũ năm 1995 chưa thật sát thực tiễn và nhu cầu phát triển của địa phương

- Giải pháp bao ô với diện tích nhỏ của địa phương không đúng với quy hoạch và cũng không ngăn được lũ lớn vì để ngăn được lũ lớn như năm 1996 hoặc 2000 thì đê phải đủ cao và do đó diện tích mất đất sẽ rất lớn Hơn nữa, vấn đề tiêu úng do mưa và ô nhiễm môi trường nước trong mùa lũ khi bao ô

nhỏ khó giải quyết hoặc rất tốn kém vì phải tiêu bằng động lực, đặc biệt đối

với nơi xa sông rạch lớn, biên độ triều bé khi có lũ lớn

Quy hoạch kiểm soát lũ của tỉnh năm 2003 đã khắc phục những nhược điểm trên và hiện đang được thực hiện qua từng ô bao

1.5 T ổng quan về công nghệ xây dựng cống ở Tiền Giang và ĐBSCL

1.5.1 Đánh giá về kết cấu cống ở vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang

Số liệu thống kê 44 công trình cống ngăn lũ do nhà nước đầu tư xây dựng ở vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang từ năm 2002-2006 (bảng 1.11), kết hợp điều tra khảo sát các công trình cống do địa phương đã xây dựng trong vùng này có nhận xét như sau:

a, Về quy mô kích thước cống:

- Cống có kích thước chiều rông phổ biến B=1÷1,5m (chiếm 79,4%), các cống lớn B=3÷4 m (chiếm 8,8%) ; các cống B=5÷8 m (chiếm 11,8%)

thuộc vào địa chất của nền Sân trước, bể tiêu năng, sân sau bằng BTCT, đoạn sau sân sau gia cố bằng rọ đá

Hình 1-7: Kết cấu cống tròn

Hình 1-8: Thực trạng cống tròn xây dựng ở vùng ảnh hưởng lũ tỉnh Tiền Giang

Hình 1-9: Kết cấu cống kiểu BTCT truyền thống

c, Về công nghệ thi công:

Công nghệ thi công cống trong điều kiện làm khô hố móng phải đắp đê quây ngăn dòng và đào kênh dẫn dòng thi công

Hình 1-10: Sơ đồ xây dựng cống trên kênh rạch nhỏ

+ Ưu điểm:

- Kết cấu bền vững, công nghệ thi công xây dựng đơn giản,

- Quản lý vận hành và duy tu sửa chữa công trình thuận lợi,

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi đặc biệt là vùng ảnh hưởng thuỷ triều lớn, vùng ven biển

+ Tồn tại:

- Xây dựng cống làm thu hẹp dòng chảy quá lớn, thường 50÷70% giảm khả năng tiêu thoát nước, làm thay đổi môi trường tự nhiên, phải xử lý tiêu năng phức tạp và tốn kém, cản trở giao thông thuỷ

- Diện tích mất đất vĩnh viễn lớn để thi công xây dựng công trình gây khó khăn trong công tác đền bù giải phóng mặt bằng

- Phải thi công điều kiện làm khô hố móng, nên thời gian thi công kéo dài,… ảnh hưởng đến môi trường, đời sống và sản xuất của nhân dân

- Giá thành công trình cao vượt quá khả năng ngân sách của Nhà nước và địa phương

Hiện nay tỉnh Tiền Giang đang lập các dự án đầu tư xây dựng hệ thống

thuỷ lợi bảo vệ các vùng chuyên canh trồng cây ăn trái Phần lớn ở các dự án này, các cống được thiết kế theo kiểu truyền thống: (thu hẹp dòng chảy sông

tự nhiên, diện tích mất đất vĩnh viễn lớn, chi phí đầu tư xây dựng và đền bù giải toả lớn, thời gian thi công kéo dài) là những tồn tại hạn chế làm giảm hiệu quả và tính khả thi của các dự án đầu tư, là nguyên nhân chủ yếu kéo dài thời gian thực hiện dự án

1.5.2 Một số kết quả nghiên cứu kết cấu cống cải tiến đã áp dụng ở

ĐBSCL trong thời gian qua

a, Cống lắp ghép bằng vật liệu tổng hợp

Năm 2001-2002, Viện

Khoa học Thuỷ lợi miền

Nam đã nghiên cứu và đề

xuất giải pháp “Kết cấu cống

bằng đất hiện nay Hình 1-11: Đập ngăn mặn bằng cừ bản nhựa

Kết cấu cống là một hoặc hai hàng cừ bằng vật liệu tổng hợp đóng sâu vào đất nền, sau thời gian ngăn mặn được tháo dỡ, cất giữ để tái sử dụng lắp đặt năm sau Kết cấu cống đập lắp ghép bằng cừ nhựa đã được ứng dụng thử nghiệm ở công trình Đìa Muồng và Vĩnh Phong 18 (tỉnh Bạc Liêu) năm 2002 được đánh giá bước đầu có hiệu quả làm phong phú thêm các giải pháp xây dựng công trình ngăn mặn ở ĐBSCL

Hạn chế kết cấu cống lắp ghép bằng vật liệu tổng hợp là: khả năng chịu

áp lực ngang nhỏ (chênh lệch cột nước nhỏ ∆Z ≤ 0,50÷0,80 m), vật liệu cừ thường bị biến dạng trong quá trình sử dụng, quản lý vận hành phức tạp, giá thành công trình còn cao so với yêu cầu thực tế do vậy kết cấu cống này chưa được ứng dụng phổ biến rộng rãi

Hình 1-12: Đập ngăn mặn Vĩnh Phong (Bạc Liêu) lắp ghép bằng cừ bản nhựa

b, Công nghệ đập trụ đỡ

Công nghệ đập trụ đỡ là là sản phẩm của đề tài khoa học công nghệ cấp

Nhà nước KC.12-10: “Nghiên cứu áp dụng công nghệ tiên tiến trong cân

bằng, bảo vệ và sử dụng có hiệu quả nguồn nước quốc gia” (1991-1995) do

GS.TS Trương Đình Dụ (Viện khoa học Thủy lợi) chủ trì

Đập trụ đỡ là một trong những dạng đập ngăn sông kiểu mới đã nghiên cứu và khắc phục một số tồn tại của công trình ngăn sông truyền thống Đập trụ đỡ bao gồm các trụ bằng BTCT, các trụ này chịu lực cho toàn bộ công trình, móng trụ là các cọc cắm sâu vào nền, giữa các trụ là dầm đỡ van liên kết với các trụ, dưới dầm đỡ van và các trụ là cừ chống thấm cắm vào nền, các thanh cừ liên kết kín nước với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van và trụ, trên dầm van là cửa van để điều tiết nước

Hình 1-13: Kết cấu cống kiểu đập trụ đỡ (Thảo Long - Thừa Thiên Huế)

Đập trụ đỡ được thiết kế mở rộng khẩu độ thoát nước vì vậy lưu tốc qua công trình nhỏ hơn lưu tốc xói cho phép của đất nền nên gia cố chống xói cho thượng hạ lưu chỉ cần bằng thảm đá hoặc tấm BTCT

Giải pháp thi công:

Đập trụ đỡ thường được thi công theo công nghệ trong khung vây cọc ván thép: các kết cấu cọc, cừ chống thấm có thể được thi công bằng hệ nổi trong nước, lắp dựng hệ khung chống cừ ván thép bao quanh vị trí trụ, dầm đỡ van, hút khô nước bên trong và thi công các kết cấu còn lại, tháo dỡ khung vây cọc ván thép, gia cố thượng hạ lưu công trình và cuối cùng là lắp đặt cửa van Việc thi công ngay trong lòng sông nên ứng dụng đập trụ đỡ trong xây dựng công trình ngăn sông không phải dẫn dòng thi công, giảm thiểu chi phí đền bù giải phóng mặt bằng, đem lại hiệu quả kinh tế xã hội cao và thân thiện với môi trường

Kết cấu Cống kiểu trụ đỡ đã khắc phục đáng kể các tồn tại hạn chế của kết cấu Cống kiểu truyền thống như: mở rộng khẩu độ cống để giảm kết cấu tiêu năng phòng xói ; tăng khả năng thoát lũ giảm ảnh hưởng làm thay đổi dòng chảy sông tự nhiên nhờ tiết diện tháo lũ lớn nên ít gây diễn biến lòng sông phía hạ lưu như các công trình theo kiểu truyền thống ; thi công giữa lòng sông (không phải đắp đê quây và đào kênh dẫn dòng thi công) giảm diện tích mất đất và chi phí đền bù giải phóng mặt bằng, Tuy nhiên kết cấu cống kiểu trụ đỡ vẫn còn một số tồn tại hạn chế:

- Công nghệ thi công trụ đỡ, trụ pin phải làm khô hố móng trong khung vây cọc ván thép giữa lòng sông, kỹ thuật thi công rất phức tạp phụ thuộc rất lớn đến thời tiết khí hậu và thủy văn dòng chảy trên sông

- Thi công lắp ghép các hạng mục công trình dưới nước hạn chế độ chính xác, giám sát chất lượng công trình rất khó khăn

- Thời gian thi công kéo dài, kinh phí đầu tư xây dựng giảm không đáng kể so với công nghệ cống kiểu truyền thống

c, Công nghệ đập xà lan

Năm 1995, Viện khoa học Thuỷ lợi đã đề xuất một số dạng công trình ngăn sông kiểu mới trong đó có dạng đập xà lan, theo nguyên lý dùng các loại

xà lan đưa đến vị trí làm đập để đánh đắm, trên xà lan có lắp sẵn cửa van để điều tiết nước Xà lan bằng BTCT rộng 8÷12m dài 16÷30m, bao gồm hệ thống dầm giằng, cột chống bên trong vách ngăn nước bằng bê tông tấm Hộp đáy xà lan cao 1.7÷2.5m, được đặt trực tiếp trên nền đất tự nhiên

+1.20 +1.00

-2.20 -2.70

Hình 1-14: Cắt ngang đập xà lan

Kết quả nghiên cứu đập xà lan đã rút ra các vấn đề sau:

- Đập xà lan được đặt trên nền lòng dẫn tự nhiên

- Mở rộng khẩu độ đập để giảm nhẹ hoặc không gia cố tiêu năng

- Mở rộng bản đáy để tăng cường chống trượt, giảm nhẹ ứng suất đáy móng, kéo dài đường viền thấm

- Vật liệu làm xà lan phải bền trong môi trường chua mặn

- Cửa van dùng kết cấu nhẹ, vật liệu bền trong môi trường chua mặn, chọn loại cửa van phù hợp để cửa vẫn làm việc bình thường khi các xà lan bị lún lệch như: cửa clape trục dưới, cửa van cao su, cửa van xếp, cửa van phao,

- Thi công hoàn toàn trong nước, thi công nhanh, giá thành rẻ

Các ưu điểm của đập xà lan:

- Đập xà lan di động là loại đập ngăn nước đơn giản thi công nhanh, giá thành rẻ thích hợp với vùng đất yếu phục vụ kịp thời cho vùng chuyển đổi cơ cấu sản xuất, vùng nuôi tôm và trồng lúa, tránh được cảnh hàng

năm phải đắp đập tạm bằng đất Ưu điểm nổi bật của loại đập này là có thể chuyển đổi vị trí khi cần thiết lại vừa có khả năng thông thuyền và giao thông bộ

- Nếu công trình không có nhu cầu di chuyển, đập sẽ cố định tại vị trí lắp đặt như là một công trình vĩnh cửu

- Thi công ngay trên kênh rạch, không phải xử lý nền tốn kém, không phải đắp đê quai làm khô hố móng, không cần dẫn dòng thi công

- Có thể sản xuất đại trà, sản phẩm có thể thương mại hoá

Tuy nhiên, cống kiểu đập xà lan còn một số hạn chế sau:

- Do trọng lượng xà lan rất lớn lên khi đánh chìm gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là định vị để hạ chìm xà lan vào hố móng Do đó sai số trong thi công lớn, khó kiểm soát

- Trường hợp thân xà lan được đúc tại hiện trường, việc đào và xử lý hố móng để làm mặt bằng đúc xà lan tốn kém do hố móng đào sâu và đất nền mềm yếu

d, Công nghệ cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực

Giải pháp công nghệ mới “Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực” là kết quả nghiên cứu của Viện khoa học thủy lợi miền Nam chủ trì thực hiện năm 2004-2005 đã được ứng dụng vào thực tiễn sản xuất với 22 công trình ứng dụng “Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực” năm 2005-2011 Trong đó 7 công trình đã xây dựng trong năm 2005-2009

Hình 1.15 - Cống Ninh Quới kết hợp cầu giao thông nông thôn