thiết kế đê bình minh 3, huyện kim sơn tỉnh ninh bình

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển

SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B

- 1 -

MỤC LỤC Mục lục ................................................................................................................................. - 1 - Lời cảm ơn............................................................................................................................ - 4 - Phần 1: Mở đầu ................................................................................................................... - 7 -

Chương 1: Giới thiệu chung về đồ án ............................................................................ - 8 - 1.1 Tính cấp thiết của đồ án.............................................................................................. - 8 - 1.2. Mục tiêu của đồ án .................................................................................................... - 9 - 1.3. Phạm vi đồ án……………………………………………………………………… - 9 - 1.4. Các phương pháp nghiên cứu đồ án……………………………………….............. - 9 - 1.5. Kết cấu đồ án………………………………………………………………………. - 9 - Chương 2: Giới thiệu chung huyện Kim Sơn.............................................................. - 11 - 2.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................................... - 11 -

2.1.1. Vị trí địa lý..................................................................................................... - 11 - 2.1.2. Đặc điểm địa hình.......................................................................................... - 12 - 2.1.3. Đặc điểm địa chất .......................................................................................... - 12 - 2.1.4. Điều kiện khí hậu- khí tượng......................................................................... - 13 - 2.1.5. Đặc điểm chế độ thuỷ văn ............................................................................. - 16 - 2.1.6. Đặc điểm hải văn ........................................................................................... - 17 -

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Kim Sơn ........................................................ - 19 - 2.2.1. Đặc điểm xã hội ............................................................................................. - 19 - 2.2.2. Đặc điểm kinh tế huyện Kim Sơn ................................................................. - 19 -

Phần 2: Thiết kế đoạn đê Bình Minh 3............................................................................ - 22 - Chương 3: Phân tích lựa chọn mặt cắt đê hợp lý ....................................................... - 23 - 3.1 Nhiệm vụ của công trình ......................................................................................... - 23 - 3.2 Xác định cấp công trình........................................................................................... - 23 - 3.3 Xác định tuyến công trình ....................................................................................... - 24 - 3.4 Lựa chọn mặt cắt ngang hợp lý ............................................................................... - 24 -

3.4.1. Đê biển mái nghiêng...................................................................................... - 25 - 3.4.2. Đê biển kiểu tường đứng ............................................................................... - 26 - 3.4.3. Đê kiểu hỗn hợp ............................................................................................ - 27 -

Chương 4: Tính toán điều kiện biên thiết kế .............................................................. - 29 - 4.1 Xác định mực nước thiết kế ( MNTK ) .................................................................... - 29 - 4.1.1. Tính mực nước trung bình và biên độ triều cực trị ....................................... - 30 - 4.1.2. Tính chiều cao nước dâng trong bão……………………………….............. - 31 - 4.2 Tính toán sóng thiết kế…………………………………………………………….- 31 -

4.2.1. Tính toán các tham số sóng nước sâu ............................................................ - 31 - 4.2.2. Tính truyền sóng............................................................................................ - 37 - 4.2.3. Tính sóng thiết kế .......................................................................................... - 43 -

Chương 5: Thiết kế đoạn đê biển Bình Minh 3 .......................................................... - 44 - 5.1 Cao trình đỉnh đê ...................................................................................................... - 44 -



- 2 -

5.1.1. Xác định tiêu chuẩn thiết kế .......................................................................... - 44 - 5.1.2. Tính toán cao trình đỉnh đê............................................................................ - 45 -

5.2 Chiều rộng và kết cấu đỉnh đê: ................................................................................. - 49 - 5.3 Kết cấu đỉnh đê:........................................................................................................ - 50 -

5.3.1. Mặt đỉnh đê.................................................................................................... - 50 - 5.3.2. Tường chắn sóng đỉnh đê: ............................................................................. - 50 -

5.4 Mái đê:...................................................................................................................... - 58 - 5.4.1. Độ dốc mái đê:............................................................................................... - 58 - 5.4.2. Gia cố mái đê phía biển ................................................................................. - 59 - 5.4.3. Gia cố mái đê phía đồng................................................................................ - 62 -

5.5. Kết cấu chân khay..................................................................................................... - 63 - 5.5.1. Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển........................................ - 63 - 5.5.2. Tính toán kết cấu chân khay......................................................................... - 65 -

5.6. Thân đê ..................................................................................................................... - 66 - 5.7. Hệ thống thoát nước mặt ......................................................................................... - 69 - 5.8. Xây dựng các cống trên đê ……. ............................................................................ - 69 - Chương 6: Tính ổn định................................................................................................ - 71 - 6.1 Tính ổn định mái đê bằng phần mềm Geoslope V.6 ................................................ - 71 -

6.1.1. Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình................................................................................................................. - 71 - 6.1.2. Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6 ................. - 73 -

6.2 Tính toán áp lực sóng lên mái nghiêng..................................................................... - 74 - 6.2.1. Tính áp lực sóng lớn nhất .............................................................................. - 74 - 6.2.2. Tính tung độ điểm đặt các áp lực .................................................................. - 75 - 6.2.3. Tính ổn định cục bộ cấu kiện lát mái khi chịu áp lực sóng lớn nhất: ............ - 76 - 6.2.4. Tính ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile ................................... - 77 -

Chương 7: Trình tự và phương pháp thi công ........................................................... - 82 - 7.1 Thời gian thi công..................................................................................................... - 74 - 7.2 Trình tự thi công ....................................................................................................... - 71 - 7.3 Phương pháp thi công.............................................................................................. - 71 -

Phần 3: Chuyên đề Bước đầu nghiên cứu đề xuất phương án phát triể kinh tế vùng bãi bồi huyện Kim Sơn - 80 - Giới thiệu về chuyên đề ................................................................................................. - 81 -

Chương 8: Quá trình thành tạo và phát triển bãi bồi huyện Kim Sơn .................... - 82 - 8.1 Lịch sử thành tạo và phát triển ................................................................................. - 82 - 8.2 Quy luật thành tạo và phát triển vùng bãi bồi Kim Sơn ........................................... - 83 - 8.3 Xu thế biến động bãi bồi ven biển Kim Sơn ........................................................... - 84 -

8.3.1. Vận động bùn cát khu vực cửa sông.............................................................. - 85 - 8.3.2. Diễn biến xói bồi ........................................................................................... - 88 - 8.3.3. Xu thế biến động đất bồi cửa sông Đáy......................................................... - 88 -



- 3 -

Chương 9: Tiềm năng và hiện trạng sử dụng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn .................................................................................................... - 90 - 9.1 Tiềm năng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn............. - 90 -

9.1.1. Tài nguyên khí hậu ........................................................................................ - 90 - 9.1.2. Tài nguyên đất ............................................................................................... - 90 - 9.1.3. Tài nguyên khoáng sản.................................................................................. - 91 - 9.1.4. Tài nguyên nước mặt ..................................................................................... - 91 - 9.1.5. Tài nguyên nước ngầm .................................................................................. - 95 - 9.1.6. Tài nguyên sinh vật ....................................................................................... - 96 -

9.2. Hiện trạng khai thác sử dụng các dạng tài nguyên ................................................... - 96 - 9.2.1. Sử dụng tài nguyên khí hậu ........................................................................... - 96 - 9.2.2. Sử dụng tài nguyên đất .................................................................................. - 98 - 9.2.3. Sử dụng tài nguyên nước............................................................................... - 99 - 9.2.4. Sử dụng tài nguyên sinh vật ........................................................................ - 101 -

Chương 10: Một số giải pháp khai thác sử dụng hợp lý bãi bồi huyện Kim Sơn.. - 103 - 10.1. Những quan điểm và nguyên tắc định hướng khai thác sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển cửa sông Kim Sơn................................................................................................... - 103 - 10.2. Những thuận lợi và khó khăn trong việc khai thác và sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển Kim Sơn.......................................................................................................................... - 104 -

10.2.1. Những thuận lợi ......................................................................................... - 104 - 10.2.2. Những khó khăn : ...................................................................................... - 105 -

10.3. Một số giải pháp cơ bản sử dụng hợp lý đất bãi bồi ven biển Kim Sơn.............. - 105 - 10.4. Đề xuất một số mô hình khai thác sử dụng đất bãi bồi ven biển Kim Sơn ......... - 109 - 10.5. Bước đầu lựa chọn phương án phát triển kinh tế và lập quy hoạch…………….- 111 - Kết luận đồ án .............................................................................................................. - 113 - Phụ lục .......................................................................................................................... - 114 - Tài liệu tham khảo....................................................................................................... - 117 -



- 4 -

LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và được sự

hướng dẫn tận tình của Th.S Nguyễn Thị Thế Nguyên và Th.S Nguyễn Quang Lương,

cùng các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em đã hoàn

thành đồ án tốt nghiệp, với đề tài: “Thiết kế đê Bình Minh 3, huyện Kim Sơn – tỉnh

Ninh Bình”.

Qúa trình làm đồ án tốt nghiệp, đã giúp em hệ thống lại kiến thức đã được học và

giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc của một kỹ sư

thiết kế công trình biển. Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình

thủy lợi và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù đã cố gắng nhưng trong

đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp có thể xảy ra, giới hạn nghiên cứu còn

hạn hẹp. Bên cạnh đó trong quá trình tính toán và lựa chọn phương án thiết kế, do còn

hạn chế về kiến thức và hiểu biết thực tế nên trong đồ này không tránh khỏi những sai

sót.

Em kính mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn, của các thầy cô giáo, giúp cho

đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện

và nâng cao.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển, Cán bộ

Chi cục Quản lý Đê điều và Phòng chống lụt bão tỉnh Ninh Bình, Cán bộ, nhân dân hai

xã Kim Đông, Kim Trung nơi em về thực tế trong thời gian thực tập tốt nghiệp, đặc

biệt là Th.S Nguyễn Thị Thế Nguyên và Th.S Nguyễn Quang Lương đã giúp đỡ,

hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 8 tháng 05 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Hiền



- 5 -

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị MNTK Mực nước thiết kế m MNTB Mực nước trung bình m Atr.Max Biên độ triều max m

α Góc nghiêng giữa mái đê và đường nằm ngang Độ

β Góc giữa đường bờ với hướng sóng tới Độ

γ, γB Trọng lượng riêng của nước, của vật liệu T/m3

ρ, ρb Khối lượng riêng của nước, của vật liệu KG/m3

δd Chiều dày lớp gia cố bằng đá hộc m

δb Chiều dày lớp gia cố bằng bê tông m g Gia tốc trọng trường m/s2 m Hệ số mái dốc m =cotgα T Chu kỳ sóng s P Tần suất m d Chiều sâu nước m Q Lưu lượng dòng chảy m3/s.m V Vận tốc dòng chảy m/s

Ru2% Chiều cao sóng leo m hnd Chiều cao nước dâng m Hs Chiều cao sóng trước chân công trình m

Hs1% Chiều cao sóng có tần suất tích luỹ là 1% m L0 Chiều dài sóng nước sâu m Tp Chu kỳ đỉnh phổ sóng s H0 Chiều cao sóng nước sâu m Zđđ Cao trình đỉnh đê m

B Bề rộng mặt đê m

Hb Chiều cao sóng vỡ m

db Độ sâu sóng vỡ m

γβ Hế số chiết giảm do hướng sóng tác dụng lên mái

νγ Hệ số ảnh hưởng do tường đứng trên mái đê

fγ Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê

bγ Hệ số ảnh hưởng của cơ



- 6 -

α qd Góc nghiêng quy đổi của mái công trình

q Lưu lượng tràn trung bình trên mỗi mét chiều dài công trình m3/s/m

0ξ Chỉ số đồng dạng sóng vỡ

G Trọng lượng của cấu kiện bảo vệ mái kg

P Áp lực KN/m2

K Các hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình)



- 7 -

PHẦN 1

MỞ ĐẦU



- 8 -

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN

Chương 1 nêu ra tính cấp thiết của đồ án, từ đó xác định mục tiêu và phạm vi nghiên cứu, xác định các phương pháp, công cụ cần sử dụng tới khi làm đồ án. Trong chương này, cũng tóm lược lại kết cấu của đồ án.

1.1 . Tính cấp thiết của đồ án

Bãi bồi Kim Sơn dài khoảng 15 km tính từ cửa sông Đáy ở phía Đông huyện Kim Sơn đến cửa sông Càn ở phía Tây, đây là vùng bãi bồi có chiều rộng lớn nhất nước ta, trung bình hàng năm bãi bồi Kim Sơn lấn ra biển từ 80 đến 100m độ bồi cao trung bình từ 6 đến 8cm/năm. Vùng bãi bồi giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 có diện tích 1450 ha có độ cao từ 0.00 trở lên đến +1.00. Đây là vùng bãi bồi có tiềm năng kinh tế rất cao của huyện Kim Sơn nói riêng và của tỉnh Ninh Bình nói chung, nếu được đầu tư khai thác đúng hướng.

Vùng ven biển Kim Sơn, nằm trong hệ thống phòng thủ chiến lược quân sự của tỉnh Ninh Bình nói riêng và của khu vực nói chung. Thực trạng hiện nay ở vùng kinh tế ven biển này, mật độ dân cư còn thưa thớt, dân số công giáo tập trung đông nhất tỉnh, chiếm trên 70% dân công giáo toàn tỉnh. Vị trí lại xa trung tâm đầu não của tỉnh, việc huy động nhanh lực lượng và phương tiện tác chiến tại chỗ gặp nhiều khó khăn trở ngại nếu có sự cố xảy ra. Do đó việc phát triển kinh tế xã hội vùng này đòi hỏi phải phối hợp chặt chẽ với an ninh quốc phòng, với công tác phòng chống lụt bão cứu hộ đê điều khi có sự cố xảy ra.

Tuy nhiên ở thời điểm trước đây do cao độ bãi bồi đoạn trực biển nằm giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 (phía Đông 680 ha, phía Tây 155 ha đã được khép kín đê bao bảo vệ) đang được nuôi trồng thuỷ sản (chủ yếu là nuôi tôm sú) áp dụng công nghệ kỹ thuật, hình thức nuôi tiên tiến để nâng cao năng suẩt đạt hiệu quả kinh tế và nâng cao đời sống nhân dân. Vùng chưa được khép kín đã được bồi lắng tương đối nhiều, cao trình bãi khoảng (-0.20) đến (+0.30); với cao trình bãi như thế rất phù hợp để tạo mặt thoáng nuôi tôm. Hơn nữa đến nay nhu cầu về diện tích ao đầm nuôi trồng thuỷ sản tăng cao, nhân dân đã đầu tư thâm canh trên diện tích lớn ở khu vực phía Đông và phía Tây giữa hai đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 với nguồn kinh phí và công sức rất lớn. Vì vậy việc đầu tư xây dựng đê Bình Minh 3, là rất cần thiết và cấp bách.



- 9 -

1.2. Mục tiêu của đồ án

Do đặc điểm của vùng bãi bồi ven biển huyện Kim Sơn đang tiến ra biển với tốc độ nhanh. Vì vậy việc bảo vệ mở rộng vùng đất bồi từ đó có kế hoạch khai thác phát triển dân sinh kinh tế của vùng đang vấn đề được chính quyền địa phương quan tâm. Dựa trên tình hình đó đồ án gồm có 2 mục tiêu chính:

- Thiết kế đoạn đê Bình Minh từ Km7 + 630 đến Km12 + 123, dài 4,493 km

- Bước đầu nghiên cứu phương án sử dụng tài nguyên thiên nhiên hợp lý và phát triển kinh tế bên vững vùng bãi bồi .

1.3. Phạm vi đồ án

- Đồ án xét trong phạm vi huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình chi tiết hơn là hai xã Kim Đông, Kim Trung khu vực xây dựng đoạn đê.

- Bước đầu nghiên cứu phương án phát triển kinh tế vùng bãi bồi

1.4. Các phương pháp thực hiện đồ án

- Kế thừa từ các đồ án đã thực hiện.

- Thống kê, tham khảo từ các tài liệu có trước.

- Nghiên cứu hiện trường

- Sử dụng phần mềm: Excel, Excel là công cụ tính toán rất hữu ích và được sử dụng nhiều trong đồ án, giúp giảm khối lượng tính toán khi tính lặp, tính toán vẽ đồ thị….

1.5. Kết cấu đồ án

Với hai mục tiêu thực hiện đồ án như trên mục 2 của chương này, đồ án được xây dựng gồm 3 phần:

Phần 1: Mở đầu – gồm 2 chương

Chương 1: Giới thiệu chung về đồ án.

Chương 2: Giới thiệu chung về huyện Kim Sơn.

Phần 2: Thiết kế đoạn đê biển Bình Minh 3 từ Km7 + 630 đến Km12 + 123 – gồm 3 chương

Chương 3: Phân tích lựa chọn sơ bộ mặt cắt đê bao gồm chọn tuyến đê, cấp công trình và lựa chọn sơ bộ mặt cắt ngang.

Chương 4: Tính toán điều kiện biên. Trong chương này lần lượt tính toán xác định Mực nước thiểt kế (MNTK), Thuỷ triều thiên văn cực trị, Nước dâng, Sóng thiết kế.



- 10 -

Kết quả tính toán trong chương 4 là các thông số đầu vào dùng để tính toán thiết kế đê trong các chương tiếp theo.

Chương 5: Thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 từ Km7 + 630 đến Km12 + 123 (gọi tắt là đê Bình Minh 3)

Chương 6: Kiểm tra ổn định đê theo phương án thiết kế

Chương 7: Trình tự và phương pháp thi công.

Phần 3: Chuyên đề: Bước đầu nghiên cứu phương án phát triển kinh tế vùng đất bồi huyện Kim Sơn

Chương 8: Quá trình thành tạo, phát triển bãi bồi huyện Kim Sơn

Chương 9: Tiềm năng và hiện trạng khai thác sử dụng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn.

Chương 10: Một số giải pháp khai thác sử dụng hợp lý vùng bãi bồi ven biển Kim Sơn .



- 11 -

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU CHUNG HUYỆN KIM SƠN

Kim Sơn là một huyện ven biển có điều kiện tự nhiên, xã hội thuận lợi cho phát triển kinh tế vùng biển. Trong chương này sẽ giới thiệu điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh tế xã hội của huyện, đây là cơ sở cho những phân tích chọn lựa giải pháp công trình cũng như việc đề xuất phương án phát triển kinh tế vùng bãi bồi trong phần chuyên đề của đồ án.

2.1. Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý

Hình 2.1: Bản đồ vị trí vùng dự án đê Bình Minh 3

Vùng dự án Bình Minh 3 nằm ở phía Đông Nam huyện Kim Sơn (vị trí đánh dấu số “2” trên bản đồ, cách trung tâm thị xã Ninh Bình 60 km về phía Đông Nam. Vùng này nằm trong toạ độ địa lý như sau:

106,10 ~ 106,70 kinh độ Đông

19,360 ~ 19,00 vĩ Bắc

Giới hạn :

- Phía Bắc giáp đê Bình Minh 2 từ cửa sông Đáy đến cửa sông Càn

- Phía Đông giáp cửa sông Đáy

- Phía Nam giáp biển

- Phía Tây giáp cửa sông Càn.

Tổng diện tích tự nhiên tính từ cao độ (-1,00) trở lên khoảng 3750 ha



- 12 -

2.1.2 Đặc điểm địa hình

Bãi bồi Bình Minh thuộc đồng bằng tích tụ delta ngầm chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều. Đồng bằng ảnh hưởng thuỷ triều thường xuyên bề mặt địa hình thấp, tích tụ sét hoặc bùn sét có độ cao bề mặt dưới 0,5 m so với mực nước biển, địa hình hầu như bằng phẳng, độ dốc không quá 30. Qua các nghiên cứu đã báo cáo (Dự án hạp long đê Bình Minh 3) có thể tóm lược một số đặc điểm địa hình đặc trưng của vùng này như sau:

- Địa hình vùng bãi bồi Bình Minh có hình vòng cung hướng lồi ra biển.

- Bề mặt toàn bãi có độ phẳng khá đồng đều ít lồi lõm.

- Thế đất: Có độ dốc thoải dẫn từ phía đất liền ra biển và từ phía cửa Đáy xuống phía cửa Càn.

Do đặc điểm vùng biển Ninh Bình là biển thoái,tốc độ bồi lắng hàng năm khá lớn ( bồi xa 80÷100 m, bồi cao 6 ÷ 8 cm/năm ) cho nên địa hình vùng bãi này hàng năm đều có sự thay đổi và ngày một phình to ra phía biển.

2.1.3 Đặc điểm địa chất

Khu vực khảo sát thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ là vùng trầm tích hiện đại, nằm trên cánh Tây Nam của trũng địa hào Hà Nội. Cấu trúc trầm tích đệ tứ dầy từ 100 m đến 200 m, trầm tích Haloxen dày 20 m đến 25m. Xuống sâu phía dưới lớp trầm tích có thể gặp các đá biến chất Protezozoi hoặc các Trisaanizi thuộc hệ Đồng Giao. Cấu trúc trầm tích của khu vực này mới hình thành, thời gian nén chặt mới bắt đầu còn để lại một số di tích hữu cơ, thực vật đã bị mục nát vì vậy đất có độ rỗng lớn và xốp, kết cấu của đất kém chặt, cường độ kháng cắt nhỏ, độ lún lớn và bão hoà nước.

Các chỉ tiêu cơ lý đất đắp, đất nền do công ty Tư vấn xây dựng Ninh Bình cung cấp được trình bày ở bảng 2.1.

Bảng 2.1 - Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp và đất nền của tuyến đê lấn biển Kim Sơn

Lớp đất Chiều dày

(m)

ϕ

(độ)

Lực dính đơn vị

(kN/m2)

Trọng lượng riêng

(kN/m3) Ghi chú

Lớp 1 0,7 Bùn loãng Lớp 2 15,8 5 7 17,4 Sét pha màu nâu xám Đất đắp 5,91 7 17,1 Sét pha màu nâu xám

Có thể thấy tuyến đê đi qua vùng đất bồi mới địa chất nền yếu, đất đắp đê là đất tại chỗ có tính chất cơ lý thấp vì vậy cần có biện pháp đảm bảo ổn định cho đê, trong



- 13 -

cả quá trình thi công và sử dụng. Trong quá trình thi công cần có thời gian để đất cố kết.

2.1.4. Điều kiện khí hậu- khí tượng

Nằm trong miền khí hậu phía Bắc Việt Nam nên tính chất căn bản của huyện là nhiệt đới gió mùa. Điều kiện khí hậu ở đây chịu sự chi phối của hai hệ thống gió mùa Đông Bắc và Tây Nam đã biến tính khi thổi vào vịnh Bắc Bộ và tác động của biển.

a. Chế độ gió

Vùng ven biển huyện Kim Sơn chịu tác động của hai mùa gió chính phù hợp với hướng hoàn lưu chung của khu vực.

Mùa gió Đông Bắc kéo dài từ tháng X đến tháng I. Trong các tháng X và XI là tín phong Thái Bình Dương, đem lại thời tiết khô ráo mát mẻ; trong các tháng XII, I là gió mùa lục địa, đem lại thời tiết lạnh và khô. Trên biển khơi, gió hướng Đông Bắc chiếm ưu thế tuyệt đối, với tần suất khoảng 70%.

Từ tháng II đến tháng IV là thời kỳ suy thoái của gió mùa Đông Bắc, đồng thời gió Đông phát triển mạnh và trở nên thống trị. Tần suất gió Đông trong các tháng này lên đến 50%÷60%, hướng Bắc vẫn còn chiếm tỷ lệ khoảng 15%÷25%.

Từ tháng IV ÷ VII là thời kỳ thống trị của gió hướng Nam đến Đông Nam, thổi từ biển vào đất liền đem lại thời tiết nóng ẩm ở dải ven bờ. Trong đó gió Nam chiếm ưu thế lên đến 50%÷60%. Gió Tây Nam cũng thường xuất hiện với tần suất trên dưới 10%.

Từ tháng VIII đến tháng IX là thời kỳ chuyển đổi hướng gió, tần suất phân phối cho nhiều hướng khác nhau. Trong tháng VIII ưu thế thuộc về các gió có thành phần Nam, nhưng sang tháng IX ưu thế chuyển sang các hướng có thành phần Bắc.

Vận tốc gió trung bình tại đây nhìn chung lớn. Trị số này dao động trong khoảng 2 ÷ 4 m/s, cao nhất là ngoài đảo địa hình thoáng gió và có xu thế giảm dần từ vùng ven bờ vào sâu đất liền . Ở vùng sát bờ biển vận tốc gió trung bình thường xuyên đạt trên 3 m/s. Vận tốc gió cực đại trong bão có thể đạt tới 30 ÷ 40 m/s thậm chí có thể đạt tới 51 m/s.

Do địa hình bằng phẳng nên phần trăm lặng gió ở đây nhỏ, chỉ đạt trên dưới 10% tổng số lần quan trắc.



- 14 -

Bảng 2.2 - Thống kê tốc độ gió và hướng gió

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm

TB m/s 2,2 2,0 1,7 1,9 2,0 1,9 2,1 1,6 2,0 2,2 2,1 2,1 2,0

Vmax m/s 14 16 16 20 32 34 40 40 45 40 18 18 35

Hướng B B NH B TN T Đ NH B TTB TB TB

(Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ)

b. Nhiệt độ

Xét theo nhiệt độ trung bình năm đại bộ phận lãnh thổ của dải ven biển huyện Kim Sơn có địa hình thấp và bằng phẳng nên nền nhiệt tương đối cao, thuộc chế độ nhiệt nóng và có xu thế tăng dần từ Bắc xuống Nam. Ở đây nhiệt độ trung bình năm dao động trong khoảng 22,2 ÷ 23,60 (Bảng 2.3). Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, chế độ nhiệt ở đây phân hoá ra làm hai mùa nóng lạnh rõ rệt, mùa nóng kéo dài từ 4 đến 5 tháng từ tháng V ÷ X. Tháng VII có nhiệt độ không khí cao nhất đạt trị số 28,2 ÷ 29,40 . Mùa lạnh kéo dài 2 tháng ( I và II). Tháng I là tháng lạnh nhất có nhiệt độ trung bình trong khoảng 14,3 ÷ 16,80

Cũng do ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, nên nhiệt độ không khí biến thiên khá lớn trong năm. Gía trị biên độ nhiệt ở đây đạt 13,1 ÷ 13,3o . Bên cạnh đó, do nằm sát biển nên nhiệt độ tương đối điều hoà trong ngày, trị số biên độ nhiệt ngày đêm trung bình năm dao động trong khoảng từ 4,4÷6,90 (Bảng 2.4)

Bảng 2.3 - Thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm ( 0C )

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BQ năm

T0 16,3 17,0 19,7 23,4 27,3 28,2 29,2 28,4 27,2 24,8 21,5 17,4 23,4

Max 16,8 19,6 22,2 26,5 31,0 32,4 32,7 31,6 30,1 27,9 24,6 21,7 26,4

Min 14,3 15,2 18,0 21,7 24,5 25,9 26,4 25,9 24,8 22,4 19,6 15,8 21,2




- 15 -

Bảng 2.4 - Biên độ ngày trung bình của nhiệt độ không khí ( 0C )

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BQ năm

∆T0 5,0 4,4 4,2 4,8 6,5 6,5 6,3 5,7 5,3 5,5 4,9 5,4 5,4


c. Độ ẩm không khí

Độ ẩm trung bình năm tương đối cao dao động trong khoảng 82÷85% (Bảng 2.5). Thời kỳ nửa cuối mùa đông (II÷IV) do ảnh hưởng kiểu thời tiết mưa phùn ẩm ướt nên có độ ẩm không khí cao, đạt 87÷92%, các tháng đầu mùa đông lại tương đối thấp khoảng 76÷82% .

Bảng 2.5 - Thống kê độ ẩm không khí trung bình nhiều năm

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm

TB% 85 88 91 89 84 83 81 85 85 83 82 83 85

(Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008).

d. Lượng mưa

Trong địa bàn huyện Kim Sơn có dãy núi Tam Điệp ở phía Tây, dãy núi này chắn gió làm cho hơi nước từ biển Đông ngưng tụ nên lượng mưa hàng năm tại đây tương đối lớn. Tuy nhiên lượng mưa phân phối không đều theo các tháng trong năm. Trong 6 tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 lượng mưa chiếm tới 75% đến 85% lượng mưa cả năm. .

Lượng mưa năm:

- Lượng mưa năm lớn nhất: 3.024 mm (1994)

- Lượng mưa năm nhỏ nhất: 1.100 mm (1957)

- Lượng mưa năm trung bình: 1.920 mm

Số lượng ngày mưa trong năm từ 125 – 135 ngày. Lượng mưa phân bố không đều theo các tháng, cụ thể như sau :



- 16 -

Lượng mưa tháng:

Bảng 2.6 - Thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm (mm)

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

TB 27,7 32 50,2 87,3 155 255,5 230,8 318,2 407,3 265,3 63,3 27,7

Max 86 105,7 140 210 316,3 532,3 504,7 901,5 983,5 724,5 246,5 93,1

Min 0,8 6,2 23,3 26,2 57 65,9 35,5 109 90,7 4,8 0,4 0

(Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008).

e. Hiện tượng thời tiết đặc biệt

* Bão

Đa số các cơn bão ảnh hưởng tới Ninh Bình được hình thành từ biển Đông và Tây Thái Bình Dương. Mùa mưa bão thường bắt đầu từ tháng 5 hoặc tháng 6 và kết thúc vào tháng 10 và tháng 11 trong năm. Bình quân mỗi năm có từ 2 đến 3 trận bão có nguy cơ đổ bộ vào Ninh Bình mà xã Kim Đông, Kim Trung huyện Kim Sơn là những xã chịu ảnh hưởng trực tiếp.

Bão gây sóng to gió mạnh và mưa lớn trên diện rộng…Mỗi cơn bão gây ra mưa kéo dài trong vài ngày, với tổng lượng mưa lên đến 200 ÷ 300 mm. Tính trung bình lượng mưa bão chiếm khoảng 30% tổng lượng mưa toàn mùa mưa.

* Gió mùa Đông Bắc

Gió mùa Đông Bắc hoạt động chủ yếu trong thời kỳ từ tháng XI đến tháng IV năm sau, với cường độ mạnh vào các tháng XII, I, II. Gío mùa Đông Bắc không phải thổi liên tục mà thổi thành từng đợt, cách nhau 5 ÷ 6 ngày. Trung bình mỗi năm có khoảng 20 ÷ 22 đợt gió tràn về. Mỗi khi có đợt gió tràn về làm cho tốc độ gió tăng lên đột ngột khoảng 10 ÷ 15m/s tối đa có thể lên tới 25 m/s; và nhiệt độ giảm xuống dưới 150, thậm chí dưới 100. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ)

2.1.5 Đặc điểm chế độ thuỷ văn

a. Sông Đáy

Sông Đáy chịu ảnh hưởng của thuỷ triều rất mạnh đồng thời chịu ảnh hưởng của sông Hồng qua sông đào Nam Định và lũ từ thượng nguồn sông Hoàng Long dồn về.

- Về mùa cạn: Lưu lượng bản thân của sông Đáy nhỏ nhưng được bổ sung từ sông Hồng qua sông Đào Nam Định sang.



- 17 -

- Về mùa lũ: Phần hạ lưu sông Đáy từ Độc Bộ trở xuống mực nước cao và lưu lượng lớn. Riêng về lưu lượng ngoài việc tải nước của thượng nguồn sông Đáy còn phải tải một lượng nước của sông Hồng qua sông Đào Nam Định chuyển sang.

b. Sông Càn, sông Tống

Những năm vừa qua dòng chảy sông Càn diễn biến phức tạp, cửa sông Càn có hiện tượng bồi lắng lấn ra biển, hiện tượng này làm cho dòng chảy lũ bị nghẽn lại kết hợp triều cường mực nước sông Càn dâng cao uy hiếp nghiêm trọng an toàn của vùng dự án. Thống kê mực nước từ năm 1976 đến năm 1998 trên sông Càn ở một số vị trí

Mực nước lũ trong nhiều năm theo tần suất tại Cầu Hội – Chính Đại – Nga Điền .

Bảng 2.7 - Thống kê mực nước lũ.

Tần suất P% Hmax(1976 – 1988) cm

1 1,5 2 3 5 10 20 Tại Cầu Hội 318 307 297 284 267 243 218 Tại Chính Đại 464 440 415 387 350 298 243 Tại Nga Điền 398 380 363 343 317 280 242

( Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008).

2.1.6 Đặc điểm hải văn

a. Chế độ sóng

Đặc điểm chế độ sóng của vùng phân bố theo mùa như sau:

* Mùa đông (Từ tháng XII đến tháng III) :

Vùng ven biển cửa sông của huyện chịu tác động mạnh mẽ nhất của các hướng sóng do hệ thống gió mùa Đông Bắc gây ra, hướng sóng thịnh hành ngoài khơi là Đông Bắc với tần suất khá cao và ổn định từ 51 đến 70%. Ngược lại trong bờ thịnh hành các hướng sóng Đông, Đông Nam. Cấp độ cao sóng trung bình ngoài khơi 0,5 ÷ 1,3 m và ven bờ 0,4 ÷ 0,9 m; độ cao sóng lớn nhất ngoài khơi 1,5 ÷ 6,0 m và ven bờ là 0,75 ÷ 3,0 m.

* Mùa hè (Từ tháng VI đến tháng IX)

Hướng sóng chủ đạo ngoài khơi là Nam với tần suất cao, ổn định từ 37 ÷ 60%, và ven biển là các hướng sóng Đông Nam 24%, Nam 20%. Cấp độ sóng trung bình ngoài khơi là 0,8 ÷ 1,3 m và ven bờ 0,7 ÷ 1,2 m; độ cao sóng lớn nhất ngoài khơi 4,0 ÷ 9,0 m và ven bờ 2,6 ÷ 6,0 m. Nhìn chung trong mùa hè trị số độ cao sóng lớn hơn nhiều so với mùa đông do thường xuyên chịu ảnh hưởng của các cơn bão, áp thấp nhiệt đới và



- 18 -

giông lốc. Dưới tác động của sóng có độ cao lớn, tạo nên áp lực sóng có trị số cao gây xói lở bờ, phá vỡ các tuyến đê xung yếu nhất là các tuyến đê quai ở các bãi bồi.

* Mùa chuyển tiếp (các tháng từ IV – V và X- XI)

Tương tự như trường gió, sóng ngoài khơi có các hướng sóng chính là Đông Bắc và Nam, ngược lại với ven bờ là Đông và Đông Nam với cường độ có giảm nhiều so với mùa chính. Tuy nhiên do nhiễu động thời tiết xảy ra muộn như gió mùa hoặc bão sóng gió vẫn có tác động mạnh tới vùng bãi bồi của huyện.

Tóm lại: Vùng ven biển Kim Sơn – Ninh Bình, sóng có tác động khá mạnh tới sự phân bố lại bùn cát trong sông. Song trong những ngày có gió mùa Đông Bắc thổi mạnh kéo dài và bão hoạt động, sóng lớn cộng với nước dâng luôn đe dọa các đê kè ven biển, nhất là những năm gần đây rừng ngập mặn - một tác nhân tích cực phòng hộ bờ biển và dải đồng bằng ven biển bị chặt phá nghiêm trọng để xây dựng các đầm nuôi thuỷ sản thì mức độ phá huỷ của sóng càng gia tăng. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ)

b. Nước dâng

Bãi bồi Bình Minh – Kim Sơn thuộc bãi bồi vùng ven biển cửa sông Đồng bằng sông Hồng, trong mùa đông dưới tác động của gió mùa Đông Bắc có tốc độ cao và thổi ngoài khơi vịnh Bắc bộ, khu vực này thường xuyên xảy ra hiện tượng nước dâng. Nhưng nhờ có địa hình bờ biển lồi nên cũng ít có khả năng nước dâng cao. Phân tích các kết quả quan trắc mực nước cho thấy, trị số nước dâng do gió mùa Đông Bắc ở ven biển cửa sông đồng bằng sông Hồng không cao, trung bình khoảng 25 ÷ 30 cm.

Nước dâng trong bão là mối nguy hiểm rất lớn đối với vùng ven biển Bình Minh, nước dâng gây ngập úng và phá huỷ các công trình dân sinh kinh tế. Nhất là trong những năm gần đây phong trào nuôi tôm phát triển mạnh tại khu vực giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3. Các số liệu quan trắc mực nước trong hơn 30 năm qua trong khu vực cho thấy, nướcdâng do bão có thể đạt và vượt 2,0 m. Tuy nhiên đó chưa phải là giá trị cực đại bởi hầu hết các trường hợp nước dâng quan trắc được ở đây chưa xảy ra vào thời điểm mực nước triều cường và bão mạnh nhất. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ)

c. Chế độ thuỷ triều

Khu vực nghiên cứu là khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều, chế độ nhật triều khá thuần nhất. Biên độ dao động tối đa 3,0 ÷ 3,5 m, trung bình 1,7 ÷ 1,9 m và tối thiểu 0,3 ÷ 0,5 m. Mực nước triều lớn nhất nhiều năm có thể đạt tới 4,0 m.



- 19 -

Hàng tháng trung bình có hai kỳ nước lớn, mỗi kỳ kéo dài từ 11 đến 13 ngày với biên độ dao động ngày đêm từ 1,5 đến 3,0 m và giữa chúng là các kỳ nước kém, mỗi kỳ kéo dài 2 đến 3 ngày với biên độ dao động nhỏ từ 0,5 ÷ 0,8 m.

Do mạng lưới sông ngòi chằng chịt, độ dốc đáy sông nghiêng về phía biển nên càng vào sâu trong sông, độ lớn thuỷ triều càng giảm. Tốc độ truyền triều trung bình của vùng khoảng 15 ÷ 20 km/h, càng vào sâu tốc độ truyền càng giảm. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ)

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Kim Sơn

2.2.1 Đặc điểm xã hội

Kim Sơn là huyện đứng thứ nhất tỉnh Ninh Bình về dân số, và được đánh giá là huyện có nguồn lao động dồi dào. Tính đến năm 2006 dân số của huyện là 172.399 người với mật độ 808 người/km2, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên lên tới 11,2%. Trong đó số người tham gia lao động là 103.207 người (theo Niên giám thống kê huyện Kim Sơn năm 2006. Cục thống kê Ninh Bình,tháng 8-2007). Tuy nhiên dân trí của huyện còn thấp, vì vậy việc sắp xếp giải quyết việc làm cho lao động địa phương gặp nhiều khó khăn. Trong những năm gần đây tỷ lệ thất nghiệp của huyện tăng, chủ yếu phải đi làm tại các vùng miền xa trong nước.

2.2.2 Đặc điểm kinh tế huyện Kim Sơn

Nền kinh tế của huyện Kim Sơn có 3 thế mạnh:

- Kinh tế nông nghiệp giữ vị trí quan trọng, chiếm gần 1/3 tổng sản lượng lúa của tỉnh Ninh Bình.

- Ngành thủ công nghiệp truyền thống sản xuất hàng chiếu cói, thảm đan, hàng mỹ nghệ có giá trị hàng hóa lớn.

- Vùng kinh tế biển đã và đang được đầu tư khai thác, đây là một vùng có tiềm năng để phát triển thành một vùng sản xuất hàng hóa phong phú và đa dạng

* Ngành nông nghiệp

Kim Sơn là một huyện nông nghiệp, cùng với Hải Hậu (Nam Định) và Tiền Hải (Thái Bình) là những đơn vị đầu tiên đạt năng suất lúa 5 tấn/ha. Huyện có 12.933,7 ha đất nông nghiệp. Giá trị sản xuất đạt 420.842 triệu đồng chiếm 28,65% cơ cấu kinh tế trong năm 2008. Trong đó giá trị sản xuất của trồng trọt : 300.176 triệu đồng, chăn nuôi: 103.659 triệu đồng, dịch vụ nông nghiệp: 16.171 triệu đồng.

Diện tích các loại cây trồng như sau:



- 20 -

Bảng 2.8 - Diện tích các loại cây trồng huyện Kim Sơn ( ha)

Cây hàng năm Cây lâu năm

Lúa Ngô Cây CN Cây hàng năm khác Cây ăn quả Cây lâu năm khác

16.284 149 871 1.117 123 9

(Cục thống kê Ninh Bình, Niên giám thống kê huyện Kim Sơn năm 2006, tháng 8-2007)

Tổng hợp theo tài liệu thu được cho thấy diện tích trồng cây nông nghiệp trong những năm gần đây đang có xu hướng giảm, nhưng năng suất tăng cao do đó sản lượng các cây lương thực vẫn xu hướng tăng.

* Ngành nuôi trồng thuỷ sản

Huyện có đường bờ biển dài, điều kiện địa hình thuận lợi cho khai thác và nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt trong những năm gần đây ngành nuôi trồng thuỷ sản đã và đang được huyện chú trọng phát triển. Do vậy nuôi trồng thuỷ sản của huyện đang có xu hướng tăng cả về diện tích và sản lượng. Diện tích nuôi trồng thuỷ sản năm 2006 đạt 2.946 ha, với sản lượng nuôi trồng đạt 4.176 tấn, sản lượng khai thác đạt 2.270 tấn chủ yếu là cá, tôm và các loại thuỷ sản khác. Doanh thu từ thuỷ sản đạt 14,95% kinh tế huyện.

* Các ngành tiểu thủ công nghiệp

Kim Sơn là một trong những địa phương nổi tiếng với các làng nghề dệt cói, mây tre đan xuất khẩu với nhiều doanh nghiệp tư giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động tại địa phương. Tuy nhiên từ năm 2005 tới nay số lượng và quy mô các doanh nghiệp đang có xu hướng thu nhỏ, diện tích trồng cói giảm, lao động địa phương chuyển sang các hoạt động kinh tế khác: dịch vụ, nông nghiệp, thuỷ sản và kết hợp làm nghề tiểu thủ công nghiệp như 1 nghề phụ, tăng thêm thu nhập.

* Ngành công nghiệp

Công nghiệp của vùng chủ yếu gồm công nghiệp khai thác: khai thác than, khai thác đá và công nghiệp chế biến. Sản phẩm công nghiệp chủ yếu: đá khai thác, xay sát gạo, gạch đỏ, ngói xi măng, sản phẩm gỗ (giường, tủ, bàn ghế…)

Trong những năm gần đây giá trị sản xuất của công nghiệp huyện có xu hướng phát triển, năm 2006 đạt 309.129 triệu đồng đóng góp 21.12% kinh tế huyện

* Ngành du lịch

Kim Sơn là một trong bảy trọng điểm du lịch thuộc quy hoạch Du lịch Ninh Bình đến năm 2010. Đó là tuyến "Nhà thờ Phát Diệm và vùng ven biển Kim Sơn".Tuy



- 21 -

nhiên hiện nay du lịch của huyện chủ yếu tập trung ở thị trấn Phát Diệm với kiến trúc nhà thờ đá, du lịch vùng ven biển chưa phát triển.

Nói chung, Kim Sơn là huyện có đủ điều kiện về tự nhiên và xã hội để phát triển kinh tế theo các ngành nông nghiệp và khai thác nuôi trồng thuỷ sản. Huyện cần có những kế hoạch chính sách đầu tư phát triển kinh tế vùng ven biển, nơi dân cư còn thưa thớt, nâng cao nhận thức của người dân tại đây. Đó là cơ sở đảm bảo an ninh quốc phòng cũng như giữ ổn định môi trường biển.



- 22 -

PHẦN 2

THIẾT KẾ ĐOẠN ĐÊ BÌNH MINH 3



- 23 -

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN MẶT CẮT ĐÊ HỢP LÝ

Trong phần 1 của đồ án đã giới thiệu về tính cấp thiết, mục đích của đồ án cũng như giới thiệu về điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội khu vực xây dựng đê. Từ những phân tích đánh giá của phần trên, phần 2 sẽ đi vào phân tích lựa chọn, tính toán thiết kế và tính ổn định đoạn đê Bình Minh 3.

Trong chương 3 này, dựa trên những phân tích về nhiệm vụ công trình và các điều kiện kinh tế kỹ thuật của huyện, sẽ lựa chọn cấp đê, tuyến đê và mặt cắt sơ bộ hợp lý.

3.1 Nhiệm vụ của công trình

Tuyến đê Bình Minh 2 đã được nâng cấp, tạo điều kiện mở rộng diện tích đất canh tác, nuôi trồng thuỷ hải sản, tạo việc làm cho nhân dân địa phương. Đến nay toàn bộ diện tích 835 ha khu vực phía Tây và phía Đông Bình Minh 3 đã được khép kín đê bao bảo vệ đang được nuôi trồng thuỷ sản (chủ yếu là nuôi tôm sú ) áp dụng công nghệ kỹ thuật hình thức nuôi tiên tiến. Đê biển Bình Minh 3 có nhiệm vụ ngăn mặn, giữ ngọt, chống lũ một cách chắc chắn lâu dài đảm bảo yêu cầu phục vụ khai thác tối đa tiềm năng vùng đất bồi, chuyển đổi cơ cấu sản xuất tạo việc làm tăng thu nhập góp phần xoá đói giảm nghèo, giữ vững bảo đảm an ninh chính trị, xã hội.

3.2 Xác định cấp công trình

Căn cứ vào dân số và diện tích vùng được bảo vệ, đê biển được chia thành 5 cấp, theo bảng 3.1.

Bảng 3.1: Phân cấp công trình đê biển

Cấp công trình của đê biển

Đặc biệt

(trên cấp 1) I II III IV

Tính chất hoặc diện tích được đê bảo vệ (ha)

Vùng dân sinh - kinh tế đặc biệt quan trọng

Lớn hơn hoặc bằng 10.000

Từ 5.000 đến dưới 10.000

Từ 3.000 đến dưới 5.000

Nhỏ hơn 3.000

Căn cứ tầm quan trọng về dân sinh, kinh tế, chính trị - xã hội của vùng được đê bảo vệ, chiều sâu ngập lụt, mức độ thiệt hại, mức độ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái khi đê bị vỡ để có thể xét đề nghị nâng cấp hoặc hạ cấp của đê.

Hiện nay, ở khu vực giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3, dân cư thưa thớt, dựa vào bảng phân cấp trên có thể chọn cấp công trình là cấp IV. Tuy nhiên, tính toán cho



- 24 -

tương lai vùng bãi bồi giữa hai tuyến đê trở thành khu kinh tế kiểu mẫu của huyện vì vậy lựa chọn công trình cấp III là hợp lý.

Theo tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130 – 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển với công trình cấp 3 → Tần suất thiết kế P = 5%.

3.3 Xác định tuyến công trình

Tuyến đê biển cần đảm bảo nhưng yêu cầu như sau:

Thứ nhất về vị trí tuyến đê cần đảm bảo:

Cần chú ý đến các nhiệm vụ đặc trưng của tuyến đê như: Nuôi trồng thuỷ hải sản, yêu cầu tiêu úng qua đê...các công trình ngăn mặn, công trình tiêu úng, các cống dẫn nước phục vụ cho yêu cầu nuôi thuỷ hải sản.

Tuyến đê phải nối tiếp chặt chẽ với vùng bờ biển ổn định chắc chắn. Nối tiếp với các vị trí ổn định, tuyến đê cần trơn tru, đoạn đê nối với các đoạn lân cận thành đường trơn không được gẫy khúc uốn cong gấp.

Thứ hai: Hình dạng tuyến cần

Bố trí đoạn đê đơn giản, tốt nhất là đường thẳng, tránh gẫy khúc, ít lồi lõm. Trong trường hợp phải bố trí đoạn đê lõm, cần có các biện pháp giảm sóng hoặc tăng cường sức chống đỡ của đê, thuận lợi trong việc giảm nhẹ tác dụng của sóng và dòng chảy mạnh nhất trong khu vực.

Bên cạnh những yêu cầu chung đối với đoạn đê bảo vệ bờ biển, khi chọn tuyến đê Bình Minh 3 cần chú ý tới những yêu cầu sau:

Tuyến đê Bình Minh 3 là tuyến đê bao lấn biển, vì vậy đoạn đê thiết kế nằm trên vùng đất bồi, địa chất yếu. Xác định tuyến phải dựa trên quy luật bồi xói trong vùng quai đê, các yếu tố ảnh hưởng khác như: điều kiện thủy thạch động lực học ở vùng nối tiếp, sóng dâng, sự mất cân bằng tải cát ở vùng lân cận. Đoạn đê đi qua vùng có địa thế không được quá thấp, địa chất nền không được quá yếu ảnh hưởng tới an toàn và ổn định đê…

Từ những nghiên cứu khảo sát địa hình, địa chất bãi bồi và dân sinh kinh tế của vùng, đoạn đê thiết kế được xác định như hình 3.1 và có tổng chiều dài 4,493 km.

3.4 Lựa chọn mặt cắt ngang hợp lý

Theo dạng hình học của mặt cắt đê biển có thể chia thành 3 loại: đê mái nghiêng, đê tường đứng và đê kết hợp.



- 25 -

3.4.1 Đê biển mái nghiêng

Mặt cắt đê có dạng hình thang. Thân đê chủ yếu đắp bằng đất. Theo các nghiên cứu đê biển Việt Nam, mái phía biển thường có hệ số mái dốc m = 3 đến 5, còn mái đê phía đồng có hệ số mái dốc nhỏ hơn, thông thường m = 2 đến 3, phụ thuộc vào chiều cao đê, địa chất đất nền và loại vật liệu đất đắp. Mái đê phía biển thường có lớp gia cố bảo vệ. Lớp gia cố mái có thể là cỏ hoặc kết cấu kè bảo vệ mái. Các hình thức kè mái đê biển phía biển thường là đá lát khan, đá xây, đá đổ, tấm bê tông đúc sẵn, bê tông đổ tại chỗ, bê tông nhựa đường …Kết cấu và mức độ gia cố phụ thuộc vào điều kiện làm việc, độ lớn các tác động của sóng, dòng chảy…Đối với mái đê phía đồng thường được bảo vệ bằng trồng cỏ, hoặc đá lát khan trong khung đá xây.

Đê biển mái nghiêng có đáy rộng, ứng suất dưới đáy đê nhỏ, thích hợp ở vùng bãi biển trầm tích, bãi bồi, thi công đơn giản, sử dụng vật liệu địa phương, dễ duy tu sửa chữa, tuy nhiên lại có nhược điểm là mặt cắt đê lớn, khối lượng công trình lớn và chiếm nhiều diện tích.

Sơ đồ mặt cắt ngang đê mái nghiêng có kè lát mái và tường đỉnh như hình 3.2

Hình 3.2 - Mặt cắt ngang đê biển mái nghiêng

Mái phía biển của đê mái nghiêng có thể là một mái dốc đơn như hình 5.1, hoặc có thể làm mái gãy (có hai hoặc ba độ dốc khác nhau) như hình 3.3, hoặc nhằm giảm chiều cao sóng leo có thể làm mái có cơ như hình 3.4



- 26 -

H×nh 3.3 - Mặt cắt đê biển mái nghiêng có mái gãy

H×nh 3.4 - Đê mái nghiêng có cơ và tường chắn sóng

Để giảm nhỏ khối lượng đất đá thân đê mà vẫn không hạ thấp tiêu chuẩn chống tràn do sóng lớn, thường bố trí trên đỉnh đê tường chắn sóng. Để chống xói mòn chân đê do chịu tác dụng của dòng chảy và sóng, bảo đảm ổn định cho chân đê, thường bố trí lăng trụ đá đổ ở chân đê hoặc làm chân khay bằng đá xây, cọc bê tông, ống buy…

3.4.2 Đê biển kiểu tường đứng

Đê biển kiểu tường đứng thường được dùng cho các vùng bờ biển chịu tác động sóng lớn, mực nước triều biến động lớn, hoặc với mục đích giảm phạm vi chiếm đất cho các thành phố, các khu công nghiệp nằm giáp biển.

Khối tường phía biển có thể bằng đá xây hoặc bằng bê tông, bê tông cốt thép có mái dốc m<1, phía sau tường có thể đắp đất, như hình 3.5

H×nh 3.5 - Mặt cắt đê biển kiểu tường đứng



- 27 -

H×nh 3.6 - Mặt cắt đê biển kiểu tường đứng có sân chống xói cho chân đê

So với đê biển mái nghiêng, ứng suất đối với đất nền của đê tường đứng lớn hơn, nên yêu cầu chất lượng nền đê cao hơn.

3.4.3 Đê kiểu hỗn hợp

Đê biển kiểu hỗn hợp có cả phần mái nghiêng và phần tường đứng.

Có hai cách kết hợp:

Loại thứ nhất: mái phía trên làm nghiêng, phần mái phía dưới làm dốc đứng. Cao trình đỉnh tường đứng ở khoảng mực nước triều cao trung bình, như hình 3.7

Hình 3.7 - Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp trên nghiêng dưới đứng

Loại thứ hai: mái phía trên làm đứng, mái phía dưới làm nghiêng. Tường đứng được đặt trên bệ đá đổ mái nghiêng. Đỉnh lăng thể mái nghiêng ở khoảng mực nước triều cao trung bình như hình 3.8



- 28 -

H×nh 3.8 - Mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp trên đứng, dưới nghiêng

Đối với điều kiện của vùng biển Kim Sơn:

- Về điều kiện kinh tế, xã hội của vùng bảo vệ: bên trong tuyến đê Bình Minh 3, dân cư thưa thớt, chủ yếu nuôi trồng thuỷ hải sản nhỏ lẻ, vì vậy có thể xây dựng đê mái nghiêng mà không ảnh hưởng tới vấn đề mất đất. Trong vùng có đủ điều kiện vật liệu làm đê đắp đất mái nghiêng hoặc đê hỗn hợp đất đá, theo như mặt cắt 3.2, 3.7 hoặc 3.8

- Về điều kiện kỹ thuật : biển Kim Sơn thuộc biển lùi, và đoạn đê thiết kế nằm trên nền địa chất đất mềm yếu, địa hình có xu hướng lồi ra biển, bãi khá bằng phẳng, tác động của sóng vào khu vực này không lớn, chiều cao nước dâng tương đối nhỏ.

→ Giải pháp công trình được lựa chọn: Từ các điều kiện trên, lựa chọn mặt cắt ngang đê là dạng mái nghiêng có tường chắn sóng. Có mặt cắt ngang sơ bộ như hình 3.9

Hình 3.9 - Sơ bộ thiết kế mặt cắt ngang sơ bộ đoạn đê thiết kế



- 29 -

CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ.

Để thiết kế đê cần có các dữ liệu đầu vào hay còn gọi là các điều kiện biên. Điều kiện biên thiết kế bao gồm: điều kiện hình thái bờ biển(quy luật bồi xói…); điều kiện dân sinh kinh tế; điều kiện biên thuỷ lực (Mực nước thiết kế, Thủy triều thiên văn cực trị, Nước dâng, Sóng thiết kế). Trong đó điều kiện hình thái và điều kiện dân sinh kinh tế đã được trình bày trong chương 2. Vì vậy, nội dung chính của chương 4 là tính toán các điều kiện biên thủy lực.

4.1 Xác định mực nước thiết kế ( MNTK )

Hình 4.1 - Mực nước thiết kế công trình

4.1.1 Xác định mực nước trung bình ( MNTB ) và biên độ triều cực trị (Atr.max)

MNTB - là mực nước trung bình nhiều năm

Atr.max – là biên độ triều cực trị dự báo theo chu kỳ 19 năm được đo tại các trạm đo mực nước.

Atr.max = Ztr.max – MNTB

Theo vị trí của biển Kim Sơn (19,360 ~ 19,00; 106,10~ 106,70 ) có thể lấy giá trị MNTB và Ztr.max đo được tại trạm Lạch Trường (19053; 105056 ) ( Bảng 4.1 ).



- 30 -

Bảng 4.1 - Mực nước trung bình, Mực nước triều cực đại, cực tiểu, và cực trị thiên văn tại trạm Lạch Trường (19053, 105056)

Cực trị dự báo theo chu kỳ 19 năm MNTB (cm)

Ngày,tháng, năm Max(cm) Ngày,tháng, năm Min(cm)

184 23/12/1987 341 04/07/1989 -9

(Hướng dẫn thiết kế đê biển,Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130 – 2002, 2002).

Từ bảng 4.1 : → MNTB = 1,84 m (Theo cao độ hải đồ )

Quy về cao độ lục địa : MNTB = 1,84 – 1,9 = - 0,06 (m)

Và Ztr.max = 3,41 m → Atr.max = 3,41 – 1,84 = 1,57 m

4.1.2 Tính toán chiều cao nước dâng do bão

Theo 14TCN130-2002(trang 92) Bình Minh nằm ở khu vực 19,360N-19,00N có số liệu nước dâng do bão:

Bảng 4.2 - Chiều cao nước dâng theo tần suất %

Chiều cao nước dâng(m) Vĩ tuyến Đoạn bờ

0,5 1.0 1,5 2,0 2,5 >2,5

200N-190N Cửa Đáy - Cửa Vạn 35 38 17 8 3 0

Dựa vào số liệu quan trắc nước dâng thành lập đuờng quan hệ giữa chiều cao nước dâng Hnd và tần suất xuất hiện P%. Từ đó vẽ đường quan hệ P%~Hnd theo phân bố Pearson III

Bảng 4.3 - Bảng phân bố tần suất nước dâng

TT Hnd Số lần suất →hiện Khoảng cộng dồn (n)

%100.1

%+

=n

nP

1 2.5 3 3 2.9 2 2 8 11 10.8 3 1.5 17 28 27.5 4 1 38 66 64.7

5 0.5 35 101 99.0



- 31 -

Hình 4.2 - Đường quan hệ P%~Hnd

Ứng với công trình cấp III tần suất nước dâng P = 5% → Hnd = 2,3 (m)

Từ hình vẽ trên xác định được MNTK theo cao độ lục địa như sau:

MNTK = MNTB0 lục địa + Atr.max + Hnd

MNTK = MNTB0 lục địa + 1,57 + Hnd

→ MNTK = -0,06 + 1,57 + 2,3 = 3,81 m.

Chọn MNTK = 3,8 m.

4.2 Tính toán sóng thiết kế

Sóng biển là quá trình động lực học quan trọng nhất ở đới ven bờ biển. Sóng có vai trò quyết định đối với quá trình vận chuyển bùn cát và biến đổi địa hình đáy trong đới ven bờ và gần các công trình.

Lực tác động của sóng lên các công trình có thể gây ra sự đổ vỡ, hư hỏng của công trình. Vì vậy, việc tính toán chính xác các điều kiện sóng có ý nghĩa quyết định đối với việc thiết kế một công trình ven bờ biển thỏa mãn những yêu cầu như công trình ổn định bền vững và thực hiện được đúng chức năng của mình như bảo vệ bờ biển chống xói mòn, hoặc chống sóng leo, sóng vượt, bảo vệ vùng đất trên bờ khỏi các thiên tai do sóng và các quá trình động lực khác như nước dâng kết hợp với thuỷ triều gây ra.

4.2.1 Tính toán các tham số sóng nước sâu

* Tính toán chiều cao sóng nước sâu theo hàm phân bố Weibull

Biến thiên sóng dài hạn được xác định bằng các quy luật thống kê rút ra từ tập hợp các phổ năng lượng hoặc tập hợp các đặc trưng thống kê HP% nhiều năm. Phân bố của HP% qua nhiều năm thường tuân theo luật phân bố Weibull. Để xác định chiều cao



- 32 -

sóng ứng với tần suất P% cho vùng biển Kim Sơn sử dụng số liệu quan trắc sóng trong 20 năm (1960-1969),(1993-2002) tại đảo Bạch Long Vỹ, mỗi năm lấy 1 giá trị lớn nhất, như vậy sẽ có chuỗi 20 số liệu. Phân bố xác suất của Hp% được xác định theo phân bố xác suất Weibull có dạng:

- Hàm mật độ xác suất

( )1

expc cc x a x af x

b b b

− − − = −

(4-1)

Trong đó:

a : là thông số vị trí.

b: là thông số tỷ lệ.

c: là thông số hình dạng.

- Hàm phân bố tần suất luỹ tích Hàm phân bố tích lũy biểu thị xác suất xuất hiện các giá trị đại lượng ngẫu nhiên X nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị x cụ thể nào đó

( ) { } 1 expcx aF x P X x

b − = ≤ = − −

(4-2)

- Quan hệ tuyến tính hoá Phương trình (4-2) được tuyến tính hoá như sau

( ) ( ){ }1ln ln ln 1 lnx a F x bc

− = − − + (4-3)

Phương trình (4-3) là quan hệ tuyến tính giữa ln(x-a) và ln{-ln[1-F(x)]}, từ quan hệ này được xây dựng cho các giá trị quan sát của x và tần suất kinh nghiệm của nó để xác định các hệ số b, c của phân bố Weibull. Nếu biểu thị qua tần suất vượt, (4-3) trở thành

( ) { }1ln ln ln lnx a P bc

− = − +

Nếu biểu thị qua tần suất vợt quá thì giá trị xp của hàm phân bố lý thuyết ứng với tần suất P.

bPc

ax p ln)ln(ln1++= (4-4)



- 33 -

Bảng 4.4 - Bảng tính toán sóng theo Weibull

TT Hs (m) P (%) ln(Hs-A) ln(-ln(P)) 1 8.0 4.76 2.08 1.113 2 7.0 9.52 1.95 0.855 3 6.0 14.29 1.79 0.666 4 6.0 19.05 1.79 0.506 5 6.0 23.81 1.79 0.361 6 6.0 28.57 1.79 0.225 7 5.0 33.33 1.61 0.094 8 5.0 38.10 1.61 -0.036 9 5.0 42.86 1.61 -0.166

10 5.0 47.62 1.61 -0.298 11 5.0 52.38 1.61 -0.436 12 4.4 57.14 1.48 -0.581 13 3.5 61.90 1.25 -0.735 14 3.0 66.67 1.10 -0.903 15 3.0 71.43 1.10 -1.089 16 3.0 76.19 1.10 -1.302 17 2.8 80.95 1.03 -1.554 18 2.3 85.71 0.83 -1.870 19 2.3 90.48 0.83 -2.302 20 2.3 95.24 0.83 -3.020

Bảng 4.5 - Kết quả tính các hệ số

Số liệu quan trắc Phân bố tần suất lý thuyết Độ dài chuỗi 20 năm Thông số hình dạng (c) 2.874 Giá trị trung bình 4.5 m Thông số tỷ lệ (b) 1.622 Hệ số phân tán (Cv) 0.372 Thông số vị trí (a) 0.000 Hệ số thiên lệch (Cs) 0.242

Hệ số tương quan 0.961

Trong đó:

• Hệ số phân tán Cv được tính theo công thức:



- 34 -

( )∑=

−−

==n

iV HHi

nHHC

1

2

111σ (4-5)

σ : là phương sai ( )2

1

2

11 ∑

=

−−

=n

iHHi

nσ (4-6)

Hệ số phân tán CV dùng để đánh giá mức độ phân tán của các chuỗi số khác nhau từ trị bình quân của từng chuỗi.

• Hệ số thiên lệch Cs được tính theo công thức:

( )

( ) 31

3

.3 σ−

−=

∑=

n

HHiCs

n

i (4-7)

Hệ số thiên lệch CS biểu thị độ lệch về bên trái (CS > 0) hay bên phải (CS < 0) của độ thị phân bố mật độ tần suất so với giá trị bình quân của nó.

* Thông số hình dạng (c) chính là độ dốc của đường quan hệ ln(Hs-a)~ln(-lnP)

* Thông số tỉ lệ (b) chính là giá trị của đường quan hệ ln(Hs-a)~ln(-lnP) cắt trục tung.

Xác định thông số phân bố Weibull

y = 0.348x + 1.6221R2 = 0.923

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

-4.000 -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000

Ln(-Ln(P))

Ln(H

s-a)

Hình 4.3 - Biểu đồ quan hệ giữa Ln(Hs-a)~Ln(-Ln(P))



- 35 -

Bảng 4.6 - Bảng tần suất Weibull

TT T (năm) P (%) Hs (m) 1 1000 0.10 9.9 2 500 0.20 9.6 3 200 0.50 9.0 4 100 1.00 8.6 5 95 1.05 8.6 6 90 1.11 8.5 7 85 1.18 8.5 8 80 1.25 8.5 9 75 1.33 8.4

10 70 1.43 8.4 11 60 1.67 8.3 12 50 2.00 8.1 13 40 2.50 8.0 14 30 3.33 7.8 15 25 4.00 7.6 16 20 5.00 7.4 17 15 6.67 7.2 18 10 10.00 6.8 19 5 20.00 6.0 20 3 33.33 5.2 21 2 50.00 4.5 22 1.0 99.00 1.0

Trong đó:

T : là số năm

P%: là tần suất xuất hiện

P%= %100.1T

Hs: là chiều cao sóng ứng với tần suất P%

Hs = bPc

ax p ln)ln(ln1++=



- 36 -

PHÂN BỐ TẦN SUẤT WEIBULL CỦA ĐỘ CAO SÓNG LỚN NHẤT TRẠM BẠCH LONG VĨ

1.00

1.05

1.11

1.18

1.25

1.33

1.43

1.67

2.00

2.50

3.33

4.00

5.00

6.67

10.0

0

20.0

0

33.3

3

50.0

0

60.0

0

70.0

0

80.0

0

90.0

099

.00

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tần suất vượt, P (%)

Độ

cao

sóng

, Hs

(m)

Hình 4.4 - Biểu đồ quan hệ chiều cao sóng Hs ~ P%

Công trình cấp III → Tr = 20 năm ứng với tần xuất P = 5% :

Tra trên biểu đồ → H5% = 7,4(m)

* Chu kỳ sóng nước sâu:

Theo kinh nghiệm, có thể xác định chu kỳ sóng dựa vào tương quan giữa chu kỳ sóng và chiều cao sóng nước sâu tại vùng biển Bắc Bộ và Trung Bộ, thống kê cho T < 9s, H < 22,6 m ( Nguyễn Xuân Hùng, 1999 ):

H = 3,14.10-5 . T6,138 → T = 503,710.14,34,7

10.14,3138,61

5

138,61

5 =

=

−−

H

* Chiều dài sóng nước sâu :

Chiều dài sóng nước sâu Lo = π2

2gT

Lo = π2503,7.81,9 2

= 87,94 (m)



- 37 -

4.2.2 Tính truyền sóng (xác định các tham số sóng nước nông)

Khi sóng tiến vào bờ: độ sâu nước giảm, ma sát đáy tăng, dẫn tới một số hiện tượng: Hiệu ứng nước nông, khúc xạ, sóng vỡ, phản xạ, nhiễu xạ, nước dâng do sóng, sóng leo. Trong thiết kế đê cần tính toán các tham số sóng: chiều cao sóng, chiều dài sóng…, khi có ảnh hưởng của các hiện tượng hiệu ứng nước nông, khúc xạ sóng và hiện tượng sóng vỡ, sóng leo.

* Hiệu ứng nước nông

Giả sử khi vào vùng nước nông, năng lượng sóng không giảm do ma sát đáy, năng lượng đơn vị không thay đổi, do đó khi càng nông thì mực nước sẽ tăng lên tức thời, bước sóng giảm, độ dốc sóng tăng lưu tốc đỉnh sóng lớn dần tới mức lớn nhất dẫn tới hiện tượng sóng vỡ.

Hiện tượng chiều cao sóng giảm dần khi tiến vào bờ do độ sâu nước giảm dần gọi là hiệu ứng nước nông.

Theo lý thuyết sóng có biên độ nhỏ, nếu như có thể bỏ qua mọi sự mất mát của năng lượng sóng do ảnh hưởng của ma sát đáy và các quá trình khác thì sự thay đổi của độ cao sóng khi sóng truyền từ ngoài khơi vào ven bờ được tính bằng công thức (4-8)

sg

g KHCC

HH 0

21

00 =

= (4-8)

Trong đó, sK là hệ số nước nông, được tính theo công thức (4-9)

( ) 212

1

0 tanh2−

=

= kdn

CC

Kg

gs (4-9)

Với L

k π2=

d - chiều sâu nước tại điểm tính toán

Trong tính toán để thuận tiện có thể tra giá trị Ks theo tỷ số d/L0 trong bảng 6.2 giáo trình Cơ sở Kỹ thuật Biển. (Bảng 1.1, Phụ lục 1)

* Hiện tượng khúc xạ sóng

Hiện tượng sóng luôn có xu hướng vuông góc khi sóng tiến vào bờ gọi là hiện tượng khúc xạ sóng. Hiện tượng khúc xạ xảy ra do sự thay đổi của vận tốc pha.

Ngoài vùng nước sâu, góc giữa đường đỉnh sóng và đường đẳng sâu là 0φ và



- 38 -

khoảng cách giữa hai tia sóng là b0. Khi tiến vào vùng nước nông, tia sóng bên trái có tốc độ lớn hơn tia sóng bên phải, do đó tia sóng cong dần hay 0φ giảm dần và tia sóng

có xu hướng vuông góc với đường bờ

Hiện tượng khúc xạ tác động tới chiều cao sóng qua hệ số khúc xạ rK

φφ

coscos 0=rK (4-10)

Trong đó:

0φ - Góc giữa đỉnh sóng với đường đẳng sâu tại vùng nước sâu.

φ - Góc giữa đỉnh sóng với đường đẳng sâu tại vùng nước nông. Được xác định từ

công thức :

kdtanh.sinsin 0φφ = (4-11)

Nếu như ta có các đường đẳng sâu thẳng và song song với đường bờ và hướng truyền sóng tại nước sâu tạo với bờ một góc 0φ thì theo lý thuyết sóng có biên độ nhỏ,

độ cao sóng tại một điểm bất kỳ trong dải ven bờ với hướng truyền sóng tạo với bờ một gócφ được tính như sau:

H = H0 .φφ

coscos 0

0HK r = (4-12)

Trong đó:

rK - Hệ số khúc xạ.

H0 - Chiều cao sóng nước sâu.

Các công thức trên chỉ có thể áp dụng để tính hệ số khúc xạ của sóng điều hòa. Trong thực tế, sóng ngẫu nhiên có thể coi là tổng hợp của rất nhiều sóng điều hoà có chu kỳ khác nhau. Trong trường hợp này, hệ số khúc xạ có thể được tính riêng rẽ cho mỗi mỗi nhóm sóng thành phần có chu kỳ và hướng sóng tới gần nhau. Sau đó, hệ số khúc xạ đại diện cho sóng ngẫu nhiên có thể lấy bằng giá trị trung bình của các hệ số khúc xạ của các sóng thành phần.

Trong thực tế, sóng biển trong điều kiện địa hình đáy biển biến đổi rất phức tạp có thể được xác định bằng cách coi là sóng tổng hợp đã trải qua các quá trình nước nông và khúc xạ . Trong trường hợp này, độ cao sóng tại một điểm nào đó trong vùng nghiên cứu được tính bằng công thức (4-13)

sr KKHH ..0= (4-13)



- 39 -

* Hiện tượng sóng vỡ.

Khi sóng lan truyền vào vùng ven bờ với độ sâu giảm dần, ma sát với đáy biển sẽ làm giảm vận tốc của hạt nước ở gần đáy biển. Hiện tượng này sẽ làm cho vận tốc chuyển động theo phương nằm ngang của các hạt nước ở gần đỉnh sóng nhanh hơn vận tốc hạt nước ở gần chân sóng và làm tăng độ dốc mặt nước tại mặt trước của sóng. Khi độ dốc mặt nước tại mặt trước của sóng đạt tới một giá trị cực đại nào đó, sóng sẽ bị vỡ. Đới ven bờ có sóng vỡ được gọi là đới sóng vỡ. Các quá trình động lực và thuỷ thạch động lực xảy ra rất mạnh mẽ trong đới này. Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng nếu như một công trình ven bờ được đặt trong đới sóng vỡ thì quá trình xói chân công trình sẽ nhanh hơn rất nhiều.

• Tính truyền sóng nước sâu vào điểm bắt đầu có rừng ngập mặn

Các tham số sóng nước sâu đã tính toán được trong phần trước:

H0 = 7.4 m

L0 = 87,94 m

TP = 7.5

Bãi trước đoạn đê Bình Minh 3 có độ dốc rất nhỏ i = 0,2% . Đặc bịêt trước khi tác động vào bờ, sóng phải vượt qua rừng ngập mặn rộng trên 100m do vậy trước hết cần tính truyền sóng từ vùng nước sâu tới vị trí bắt đầu có rừng ngập mặn, giả thiết giới hạn rừng ngập mặn cách chân công trình 100 m và có chiều sâu nước d (chân công trình có cao trình trung bình +0,1m)

Với : d = MNTK – cao trình đáy = 3,8 – ( 0,1 - 100.i )

Hình 4.7 - Sơ đồ tính chiều sâu nước cách chân đê 100 m

Trong đó i là độ dốc bãi: i = 0,2%

→ d = 3,8 – (0,1 - 100.0,2 /100) = 3,9 m



- 40 -

Giả thiết các đường đồng mức đáy biển song song với nhau và song song với đường bờ. Khi sóng tiến vào bờ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng khúc xạ và hiệu ứng nước nông

→ Chiều cao sóng tính theo công thức sr KKHH ..0=

* Tính hệ số khúc xạ Kr theo công thức (4-10):

φφ

coscos 0=rK

Trong đó :

0φ - Góc giữa đỉnh sóng với đường đẳng sâu tại vùng nước sâu. 0φ = 50

φ - Góc giữa đỉnh sóng với đường đẳng sâu tại vùng nước nông. Được xác định

theo công thức :

kdtanh.sinsin 0φφ =

Với tanh(kd) tra bảng 6.2 giáo trình Cơ sở Kỹ thuật biển theo tỷ số d/L0

044,094,879,3

0

==Ld Tra bảng 6.2 → tanh(kd) = 0,5056

→ sin φ = sin 50 .0,5056 = 0,044

→ φ = 2,50

Thay vào (4-10)

→ == 0

0

5,2cos5cos

rK 0,9986

* Tính KS :

Với d/L0 = 0,044 Tra bảng 6.2 giáo trình Cơ sở Kỹ thuật Biển → KS = 1,042

→ Chiều cao sóng truyền vào vùng nước nông tính theo công thức (4-13):

sr KKHH ..0= = 7,4. 0,9986.1,042 = 7,7 m

• Tính toán chiều cao sóng vỡ tại điểm thiết kế

Theo McCowan (1891) đối với sóng đơn chuyển động trên đáy ngang, chỉ số độ sâu sóng vỡ γb = 0.78 → sử dụng giá trị này để ước tính chiều cao sóng vỡ.

bb

b

Hd

γ =



- 41 -

Giả thiết khi sóng vỡ khi gặp rừng ngập mặn :

→ db = 3,9 m

→ Hb = γb . db = 0,78 . 3,9 = 3,04 m

So sánh: Hs = 7,72 m và Hb = 3,04 m

=> Hs > Hb , chứng tỏ sóng đã vỡ trước khi gặp rừng ngập mặn. Chiều cao sóng thiết kế được xác định bằng việc tính toán sóng vỡ

• Tính toán sóng vỡ

Các bước tính toán sóng vỡ:

• Giả thiết chỉ số sóng vỡ γ

Chỉ số sóng vỡ của sóng ngẫu nhiên thường đạt giá trị 0,6 ÷ 0,7. Trong thiết kế tính toán với trường hợp bất lợi nhất → chọn chỉ số chiều cao sóng vỡ γ = 0.7

• Giả thiết độ sâu sóng vỡ ban đầu:

Giả sử sóng vỡ tại điểm có chiều sâu nước d = 9,6 m

• Tính góc sóng tới ϕ theo công thức Snell:

000sinsin

LL

cc

==ϕϕ =

Ld

Ld

0

Có giá trị d/L0 tra bảng 6.2 giáo trình Cơ sở Kỹ thuật biển → d/L

→ →=0

0 .sinsinLL

ϕϕ góc ϕ

• Tính Kr theo công thức

ϕϕ

coscos 0=rK

• Tính Ks : tra bảng 6.2 theo giá trị d/L0

• Tính Hh theo công thức:

Hh = H0.Kr.Ks

• Tính γ và kiểm tra điểm sóng vỡ: theo công thức

bb

b

Hd

γ =



- 42 -

+ Nếu γ nhỏ hơn 0.6, chọn lại giá trị d lớn hơn, + Nếu γ lớn hơn 0.6, thì chọn lại d nhỏ hơn.

Kết quả tính lặp như sau:

Bảng 4.8 - Bảng tính lặp xác định chiều sâu, chiều cao sóng vỡ

d d/Lo d/L L sinφ0 Sinφ Kr Ks Hs γ

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 10 0.1137 0.1528 65.4622 0.0871 0.0648 0.9991 0.9237 6.8412 0.6830 9.8 0.1114 0.1508 64.9867 0.0871 0.0644 0.9991 0.9249 6.8502 0.6978 9.6 0.1092 0.148 64.8649 0.0871 0.0643 0.9991 0.9263 6.8606 0.7134

Trong đó:

Cột 1: d - độ sâu nước giả thiết tại điểm sóng bắt đầu vỡ

Cột 2: d/Lo = Cột 1/87,94

Cột 3: d/L : Tra bảng 6.2 theo giá trị d/Lo

Cột 4: L : Chiều dài sóng tại điểm có chiều sâu d, L = Cột 1/cột 3

Cột 5: sin 0ϕ = sin 50

Cột 6: sin ϕ = (Cột 5 x cột 4)/87,94

Cột 7: Kr : Hệ số khúc xạ

Cột 8: Ks : Hệ số nước nông, tra bảng 6.2 Cơ sỏ Kỹ thuật Biển theo giá trị tương ứng ở cột 2

Cột 9: Hd : Chiều cao sóng vỡ tại vị trí có chiều sâu d

Cột 9 = 7,4 x cột7 x cột 8

Cột 10: γ : Chỉ số sóng vỡ

Cột 10 = cột 9 / cột 1

Từ bảng 4.8

→ Sóng vỡ tại vị trí có : d = 9,8 m

Hd = 6.85

γ = 0,7



- 43 -

4.2.3 Tính sóng thiết kế

• Trường hợp bên ngoài đê không có rừng ngập mặn:

Chiều sâu nước tại chân công trình

d = MNTK – cao trình đáy

d = 3,8 – 0,1

d = 3,7 m

→ Chiều cao sóng vỡ tại vị trí d = 3,7 m:

Hd = γ d = 0,7 . 3,7 = 2,59 m

• Trường hợp khu vực trước đê có rừng ngập mặn có chiều rộng 100m.

Theo nghiên cứu của GS-TSKH Phan Nguyên Hồng (Trung tâm Nghiên cứu hệ sinh thái RNM, ĐH Sư phạm Hà Nội), chiều cao sóng sẽ giảm 40-45% khi đi qua rừng ngập mặn có chiều rộng từ 100 – 150 m. Do khu vực biển Kim Sơn có hệ thống rừng vẹt khá phát triển có chiều rộng trên 100 m, vì vậy có thể chọn khả năng giảm sóng của rừng là 40%. Khi đó chiều cao sóng trước chân công trình là:

Htk = Hd – Hd.0,4 = 0,6.2,59 = 1,57 (m).

Kết luận: Điều kiện biên thiết kế đê Bình Minh 3:

MNTK = +3,8 m

MNTB = - 0,06 m

Htk = 1,57 m

Chiều dài sóng thiết kế L = 43,458 m ϕ = 3,70

Góc sóng tới ϕ = 3,70



- 44 -

CHƯƠNG 5

THIẾT KẾ ĐOẠN ĐÊ BIỂN BÌNH MINH 3

Chương 3 và chương 4 đã lựa chọn mặt cắt sơ bộ và tính toán điều kiện biên thiết kế. Trong chương này tiếp tục tính tính toán thiết kế chi tiết đê Bình Minh 3: đỉnh đê (cao trình đỉnh, tường chắn sóng, gia cố đỉnh...); mái đê (độ dốc mái, gia cố mái phía đồng, phía biển...); chân khay ...

5.1 Cao trình đỉnh đê

5.1.1 Xác định tiêu chuẩn thiết kế

Cao trình đỉnh đê có quan hệ trực tiếp đến an toàn của bản thân đê và của vùng bảo vệ, khối lượng công trình và kinh phí đầu tư, vì vậy đây là một tiêu chuẩn vô cùng quan trọng, được tính toán sau khi đê biển đã lún ổn định. Đối với đê có bố trí tường chắn sóng ở đỉnh, thì cao trình đỉnh đê là cao trình đỉnh tường. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cao trình đỉnh đê. Yếu tố quan trọng nhất là MNTK và sóng thiết kế, đã được xác định ở chương 3.

Hiện nay, có hai quan điểm thiết kế: Tính toán cao trình theo tiêu chuẩn sóng tràn và tính toán theo tiêu chuẩn sóng leo.

Theo tiêu chuẩn sóng leo, cao trình đỉnh đê sẽ cao hơn, không cho phép nước tràn qua, và bảo vệ tốt cho khu vực phía đồng. Tuy nhiên, cao trình đỉnh đê cao đồng nghĩa với khối lượng đất đắp lớn, khối lượng công trình lớn, dễ gây ra hiện tượng trượt mái, mất ổn định do trọng lượng bản thân, vì vậy để đảm bảo ổn định đê cần xây dựng trên nền tương đối tốt.

Theo quan điểm thiết kế sóng tràn, cao trình đỉnh đê sẽ thấp và cho phép nước tràn qua. Lượng nước cho phép tràn qua được tra theo bảng 5.1 phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng của tuyến đê, và mức độ kiên cố của mái đê phía đồng. Đối với tính toán cao trình đỉnh đê Bình Minh 3 cần xét tới vấn đề kinh tế kỹ thuật như sau:

- Về kinh tế: tuyến đê có nhiệm vụ ngăn mặn, lấn biển, khu vực bảo vệ bên trong đê hầu như chưa được khai thác, tuy nhiên đây là tuyến đê trọng điểm ngăn mặn phục vụ cho mở rộng khai thác phát triển nuôi trồng thuỷ hải sản và di chuyển dân tới sinh sống. Bên cạnh đó, tuyến đê cũng phục vụ cho mục đích giao thông tại vùng với lưu lượng di chuyển nhỏ.

- Về điều kiện kỹ thuật: Địa chất nền yếu không cho phép đắp đê quá cao dễ gây trượt, sạt lở. Bên cạnh đó, như đã phân tích ở những phần trên, tác động của sóng tới khu vực này không lớn, trong khi đó vùng biển này có tốc độ bồi lấn biển lớn nên chắc chắn việc xây dựng tuyến đê Bình Minh 4 trong tương lai gần khả thi.



- 45 -

Từ những phân tích trên, để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế xã hội huyện Kim Sơn quan điểm thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn là hợp lý .

5.1.2 Tính toán cao trình đỉnh đê

Hình 5.1: Sơ đồ tính cao trình đỉnh đê biển theo tiêu chuẩn sóng tràn

Theo tiêu chuẩn sóng tràn, cao trình đỉnh đê được xác định theo công thức sau:

Zđđ = MNTK + Rc (5-1)

Trong đó:

Zđđ - Cao trình đỉnh tường chắn sóng.

MNTK - Mực nước thiết kế

Theo tính toán điều kiện biên: MNTK = 3,8 m

Rc - Độ cao lưu không của đỉnh đê so với MNTK.

• Tính toán Rc

Theo TAW (2002), công thức tính sóng tràn cho sóng cho cả sóng vỡ và sóng chưa vỡ mô tả lưu lượng tràn trung bình theo phương pháp tất định có dạng:

030

.)tan(

067,0ξγ

αb

qdmgH

q= exp

−

νβ γγγξ .00 ..13,4

fm

C

HR Với 0ξ <5 (5-2)

( )

+−=

003

0.022,033,0...

exp.21,0ξγγ β mf

c

mH

R

gH

q Với 0ξ > 7 (5-3)

Trong đó:

q – Lưu lượng tràn trung bình trên mỗi mét chiều dài công trình (m3/s/m)

α qd - Góc nghiêng quy đổi của mái công trình

bγ - Hệ số ảnh hưởng của cơ



- 46 -

fγ - Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê

νγ - Hệ số ảnh hưởng do tường đứng trên mái đê

βγ - Hệ số ảnh hưởng của góc sóng tới

0ξ - Chỉ số đồng dạng sóng vỡ

0

0

tan

sqdα

ξ = (5-4)

Trong đó

0,1

00

2

−

=m

m

gTHs π (5-5)

• Tính toán lưu lượng tràn q cho phép

Lượng sóng tràn rất quan trọng đối với sự ổn định của công trình gia cố (đỉnh và mái đê phía đồng) và đối với việc dự đoán ngập lụt. Do đó, lượng sóng tràn có thể có vai trò quyết định đối với việc lựa chọn cao trình đỉnh đê. Đối với đê Bình Minh 3 lượng tràn cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo mái đê phía trong trồng cỏ trong khung đá xây có thể chịu được, không bị sạt lở khi có bão cấp 12.

- Lưu lượng tràn cần đảm bảo giao thông đi lại trên đê.

→ Chọn lưu lượng tràn cho phép đơn vị theo bảng 5.1 (Theo CEM) :

→ q = 10 l/m/s = 10.10-3 m3/s/m



- 47 -

Bảng 5.1 - Tiêu chuẩn sóng tràn

• Góc đại diện công trình α qd

Theo mặt cắt đê đã lựa chọn có m = cotg qdα = 4

→ tan qdα = ¼ = 0,25

• Hệ số ảnh hưởng của cơ bγ

Theo phân tích chọn mặt cắt sơ bộ đê Bình Minh 3 không bố trí cơ do đó

→ bγ = 1

• Hệ số ảnh hưởng do độ nhám của mái đê fγ



- 48 -

Bảng 5.2 - Hệ số nhám và thấm của mái dốc

Loại hình gia cố mái rγ

Trơn phẳng không thấm nước (Bê tông nhựa đường) 1,0 Bê tông và tấm lát bê tông 0,9 Lát cỏ 0,85÷ 0,9 Đá xây 0,75÷ 0,8 Đá hộc đổ hai lớp (nền không thấm nước) 0,60 ÷ 0,65 Đá hộc đổ hai lớp (nền thấm nước) 0,50 ÷ 0,55 Khối đá vuông 4 chân (lắp đặt 1 lớp) 0,55 Tetrapod (2 lớp) 0,40 Dolos (2 lớp) 0,38

Như vậy ứng với đê lựa chọn kết cấu bảo vệ mái đoạn đê Bình Minh 3 bằng cấu kiện bê tông tự ghép → rγ =0,8

• Hệ số ảnh hưởng do tường đứng trên mái đê νγ

Theo TAW, 2002 :

νγ = 1,35 – 0,0078 . tα

Với tα là góc nghiêng của tường chắn sóng so với mặt đê. Chọn tường đỉnh

vuông góc với mặt đê → tα = 90

νγ = 1,35 – 0,0078 . 90 = 0,648

• Hệ số ảnh hưởng của góc sóng tới βγ

Theo TAW, 2002 :

βγ = 1 – 0,0033 β với ( 00 ≤ β ≤ 800)

Với β = 3,70

→ βγ = 1 – 0,0033.3,7 = 0,988

• Chỉ số đồng dạng sóng vỡ

Theo công thức (5-4) :

00

tan

sqdα

ξ =



- 49 -

Trong đó :

0,1

00

2

−

=m

m

gTHs π

Với Hm0 = 1,57

Tm-1,0 = TP/1,1 = 7,503/1,1 = 6,82

→ 20,1

00

2

−

=m

m

gTHs π = 022,0

82,6.81,957,1.14,3.2

2 =

Thay vào (5-3) :

→ 0

0

tan

sqdα

ξ = = =022,025,0 1,685

So sánh: 0ξ = 1,685 <5

→ Tính Rc theo công thức (5-2), thay các giá trị hệ số vừa tính được vào công thức

(5-2):

030

.)tan(

067,0ξγ

αb

qdmgH

q= exp

−

νβ γγγξ .00 ..13,4

fm

C

HR

3

3

57,1.81,910.10 −

=

−

648,0.988,0.8,0.685,11.

57,1.3,4exp.685,1.988,0.

25,0067,0 CR

→ 1,623 .10-3 = 0,223.exp(-3,17 Rc)

→ Rc = 1,56 m

→ Zđđ = MNTK + Rc = 3,8 + 1,56 = 5,36 m

Để thuận lợi cho quá trình thi công chọn cao trình đỉnh tường chắn sóng :

Zđđ = 5,3 m.

Đê có bố trí tường chắn sóng vì vậy cao trình + 5,3 m là cao trình đỉnh tường chắn sóng.

5.2 Chiều rộng và kết cấu đỉnh đê:

Chiều rộng đỉnh đê (không bao gồm phần tường đỉnh) chủ yếu phụ thuộc ổn định của thân đê, ổn định của nền đê, yêu cầu chống thấm, chống sóng, yêu cầu của phương pháp thi công, yêu cầu cấp cứu hộ đê và giao thông. Nói chung, chiều rộng đê biển không nhỏ hơn 3 ÷ 4 m, thường lấy bằng 4 ÷ 6m. Ngoài ra, do các yêu cầu sử dụng



- 50 -

giao thông, quốc phòng có thể mở rộng đến hơn 20m. Chiều rộng đỉnh đê được xác định theo cấp công trình (Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130 – 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển)

như sau:

Bảng 5.3 - Chiều rộng đỉnh đê theo cấp công trình

Cấp công trình đê Đặc biệt Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Chiều rộng đỉnh đê Bđ (m) 6 ÷ 8 6 5 4 3

Theo bảng trên đoạn đê Bình Minh cấp III → chiều rộng đỉnh đê B = 4m. Tuy nhiên do nhiệm vụ của đê là đa mục tiêu, ngoài mục đích chính là ngăn tác dụng của biển vào đất liền, đê còn là một hành lang giao thông phục vụ phát triển kinh tế biển, phục vụ nhu cầu giao thông giữa các xã trong huyện, và công tác hộ đê khi gặp sự cố cũng như tu sửa đê điều nên đỉnh đê cần kết hợp đường giao thông:

→ Chọn B = 5 m

5.3 Kết cấu đỉnh đê:

5.3.1 Mặt đỉnh đê

- Nhằm đảm bảo ổn định cho đỉnh đê, tránh hiện tượng xói đỉnh khi nước tràn qua với lưu lượng tràn cho phép q = 10 l/m/s và phục vụ giao thông thuận tiện bề mặt đỉnh đê được gia cố ba lớp :

Lớp mặt: Bê tông M250 dầy 20 cm, cứ 10 m dài bố trí 1 khe lún 2 lớp giấy dầu tẩm 3 lớp nhựa đường.

Lớp giữa : Vữa xi măng đá mạt M25 dày 5 cm

Lớp dưới cùng (tiếp giáp với đất đắp) : đất thịt γ > 1,45 T/cm3 dày 50 cm

- Mặt đỉnh đê dốc về phía đồng, độ dốc i = 1%, tập trung thoát nước về các rãnh thoát nước mặt.

- Cao trình mặt đỉnh đê = + 4,8 m

5.3.2 Tường chắn sóng đỉnh đê:

a, Xác định kết cấu, vị trí đặt tường đỉnh

- Lựa chọn kết cấu tường đỉnh:

Tại Việt Nam hiện nay sử dụng một số dạng kết cấu tường sau:



- 51 -

Hình 5.2 – Một số dạng kết cấu tường đỉnh phổ biến.

Dựa vào tính toán phân tích điều kiện kỹ thuật, sóng tại khu vực biển Kim Sơn không lớn, địa phương có khả năng cung cấp vật liệu, lựa chọn dạng kết cấu đầu tiên trong thiết kế đê Bình Minh 3, cao trình tường đỉnh + 5,5 m, kết cấu bằng bê tông cốt thép M250, cứ 10m bố trí khe lún.

- Vị trí đặt tường đỉnh

Hai vị trí đặt tường đỉnh chủ yếu là:

+) Đặt ở mặt ngoài (phía biển):

Tường đỉnh được bố trí ở vai ngoài, mép đê phía biển. Mặt phía biển của tường nên có dạng mặt cong hắt sóng.

Hình 5.3 - Tường đỉnh đặt mặt ngoài phía biển.

Khi đặt tường đỉnh ở vị trí này thì thực tế lưu lượng tràn qua đê giảm không đáng kể. Khi đặt ở vị trí này thì tường đỉnh đảm bảo an toàn giao thông hơn do lưu lượng tràn trên mặt đường ít hơn khi gặp bão, gió, nước dâng. Mặt khác khi đặt tường ở vị trí này sẽ có tác dụng chắn gió tốt khi thực hiên việc cứu hộ trong bão khi cần thiết.



- 52 -

+) Đặt ở mặt trong (phía đồng):

Hình 5.4 - Tường đỉnh đặt cuối mặt đê (phía đồng).

Trường hợp này lưu lượng tràn qua đê sẽ giảm đi vì khi đó mặt đê được coi như một cơ đê thứ hai, khi sóng tràn qua đê sẽ phải đi qua bề rộng đỉnh đê thì nước ở những con sóng lớn sẽ tràn qua đê còn lượng nước ở những con sóng nhỏ sẽ được giữ lại, và khi đó lưu lượng tràn qua đê sẽ được giảm đi đáng kể.

Do lượng tràn trên mặt đê tăng lên và đặc biệt dưới tác dụng của những con sóng lớn vựơt tần suất thiết kế thì gây mất an toàn cho giao thông. Mặt khác với lưu lượng tràn lớn trên mặt đê kết hợp gió trong bão thì rất khó khăn trong công tác cứu hộ khi cần thiết.

Nhằm đảm bảo về an toàn giao thông cũng như cứu hộ, tường chắn sóng bố trí ở mép đê phía biển.

b, Tính các lực tác dụng lên tường chắn sóng

Khi tính toán ổn định, bỏ qua áp lực đất bị động sau lưng tường chắn, tường chắn chỉ ổn định khi đỉnh đê phần đất sau lưng tường chắn không bị phá hỏng. Các lực tính toán với 1m dài tường bao gồm:

- Trọng lượng bản thân P1, P2, P3 và P4; và trọng lượng P5, P6 của khung BTCT phía biển và khối bê tông phía đồng.

- Áp lực gió tác dụng vào tường;

- Áp lực sóng tác dụng vào tường.



- 53 -

Hình 5.5 – Các lực tác dụng lên tường đỉnh.

• Trọng lượng bản thân tường :

Trong đó: P – Trọng lượng ( N )

P = V.γ.n (5-6)

V – Thể tích tính toán cho 1 m dài tường ( m3)

γ - Trọng lượng riêng của vật liệu

Lấy γbtct = 24000 ( N/m3)

n – Hệ số vượt tải tra bảng 6-1 tiêu chuẩn 285-2002 TCXDVN

Lấy nđá = 1,2 với vật liệu đá.

nbt = 1,05 với bê tông

Chia tường đỉnh thành 4 phần như hình 5.5, trọng lượng của 1m dài tường đỉnh được tính như sau:

P = P1 + P2 + P3 + P4

P1 = 1/2.0,5.0,1.24000.1,2 = 720 N = 0,72 kN

P2 = 0,5.0,3.24000.1,2 = 4320 N = 4,32 kN

P3 = 0,4.0,4.24000.1,2 = 4608 N = 4,608 kN

P4 = 0,5.1.24000.1,2 = 14400 N = 14,4 kN

→ P = 0,72 + 4,32 + 4,608 + 14,4 = 24,048 (kN)



- 54 -

• Trọng lượng của khung BTCT phía biển :

P5 = 0,4.0,3.24000.1,05 = 3024 N = 3,024 kN

• Trọng lượng bê tông phía đường:

P6 = 0,4.0,3.24000.1,05 = 3024 N = 3,024 kN

• Áp lực gió tác dụng vào tường bao gồm

- Áp lực pháp tuyến Pgh ( đặt vào mặt phía ngoài biển).

- Áp lực pháp tuyến Pgd ( đặt vào mặt phía trong đồng)

Tải trọng do gió gồm hai thành phần: tĩnh và động, giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng do gió W ở độ cao z so với mốc chuẩn xác định.

W = W0.K.C (5-7)

Trong đó:

Wo - Giá trị của áp lực gió

Theo bản đồ phân vùng huyện Kim Sơn thuộc vùng IIIB (PGS.TS Trần Việt Liễn, GS.TSKH Nguyễn Đăng Bích, Viện Khí tượng thủy văn, Viện KHCN Xây dựng)

→ Wo = 1250 N/m2

K - Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao.

Theo bảng B -1, 14TCN 130-2002, với địa hình dạng A, độ cao Z = 5m

→ K =1,07

C - Hệ số khí động lấy theo (Lấy theo TCXD 285 – 2002)..

Trường hợp các mặt phẳng thẳng đứng đón gió C = + 0,80 ; C = +0,6

Thay các số liệu vào công thức (5-7)

→ Tải trọng gió tác dụng vào tường chắn sóng:

Wgh = 1250. 1,07 . 0,8 = 1070 N/m2

Wgd = 1250. 1,07 . 0,6 = 802,5 N/m2

Áp lực gió tác dụng vào 1m dài tường chắn sóng :

Pgh = 0,5.1.1070 = 535 N = 0,535 kN

Pgd = 0,5.1.802,5 = 401,25 N = 0,401 kN

• Tải trọng của sóng do gió:



- 55 -

Pb=0,7.

−

Leo

mépnuoc

LL

1 .Pđổ (5-8)

Trong đó:

* Pđổ - Áp lực sóng tác dụng lên tường;

Pđổ=

+ 75,0.033,0...

hLHg S

SDξ (5-9)

Với ξ - Hệ số Irribarren

ξ =

S

s

LH

tgα

→ 316,1

458,4357,125,0

===

S

S

LH

tgαξ

g - Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2

HSD - Chiều cao sóng tại vị trí trước chân công trình H = 1,57 m.

LS - Chiều dài sóng Ls = 43,458 m

h - Chiều cao từ chân tường đến mực nước trước sóng,

h = 4,8 - 3,8 = 1 (m)

Thay các giá trị trên vào công thức (5-10)

→ Pđổ =

+ 75,0.033,0...

hLHg S

SDξ

= 1,316.9,81.1,57.(0,033. 75,01458,43

+ ) = 44,269 (kN/m2)

* Lmépnuoc - Khoảng cách từ đường mép nước tới chân công trình;

Lmn = (Zd – MNTK).cotgα = (4,8 – 3,8).4 = 4 m.

Lmépnuoc = 4 m

* Lleo - Khoảng cách từ dường mép nước tới đường giới hạn của sóng vỡ leo lên bờ khi chưa có công trình;

Lleo = Ru2%.cotgα

Với Ru2% = 1,6. Hs . pξγ .



- 56 -

Trong đó: Hs = 1,57 m γ - Hệ số triết giảm tổng cộng

γ = bγ . νβ γγγ ..f = 1.0,8.0,988.0,648 = 0,51

pξ - Tham số đồng dạng của sóng vỡ ứng với Tp

p

qdp s

αξ

tan=

Với

2

2

20

0 4,7.81,957,1.14,3.22

==p

m

gTHs π = 0,0288

tan qdα = ¼ = 0,25

→ 0288,025,0

=pξ = 1,47

→ Ru2% = 1,47 m Thay vào công thức trên

→ Lleo = 1,47 . 4 = 5,88 (m).

Thay vào công thức (5-9)

→ Tải trọng do sóng tác dụng lên 1m tường chắn

Pb = 0,7.

−

Leo

mépnuoc

LL

1 .Pđổ = 0,7.

−

88,541 . 44,269 = 9,9 (kN/m2)

• Tải trọng do sóng tác động lên 1m tường chắn sóng theo phương ngang Px:

Px = .21 Pb.H (5-10)

Với : H - Khoảng cách từ cao trình đỉnh đê đến cao trình đỉnh tường (H = 0,5 m)

Thay số vào công thức (5-10)

→ Px = 48,25,0.9,9.21

= (kN)

• Tải trọng do sóng tác dụng lên 1m tường chắn theo phương thẳng đứng PZ:

Pz = .21 Pb.H

Trong đó: H - Chiều rộng của chân tường chắn sóng (H = 1 m)

Thay số vào công thức ta có:



- 57 -

Pz = .21 9,9.1 = 4,95 (kN)

c, Tính ổn định tường chắn sóng

* Ổn định chống lật

Kiểm tra tường có thể bị mất ổn định lật qua trục lật là chân tường phía trong (Điểm 0 trên hình 5-5)

Hệ số an toàn ổn định chống lật (K0) của tường chắn sóng :

∑∑=

gl

cl0 M

MK

Công trình an toàn khi K0 > [ ]0K

Trong đó:

[ ]0K - Hệ số ổn định chống lật

K0 - Hệ số an toàn chống lật

Với

Mcl - Tổng mô men lực chống lật

Bảng 5.4 : Kết quả tính lực tác dụng lên tường đỉnh

Tải trọng (T) Mô men tại O (Tm) Lực tác dụng (kN) ↓ ↑ → ←

Tay đòn (m) + -

P1 0,72 0,65 0,468 P2 4,32 0,45 1.944 P3 4,608 0,5 2,304 P4 14,4 0,5 7,4 P5 3,024 0,85 2,5704 P6 3,024 0,15 0,4536 Pgh 0,535 1,15 0,615 Pgd 0,401 1,15 0,461 Px 2,48 1,067 2,646 Pz 4,95 0,667 3,301

Tổng cộng 30,096 4,95 3,416 15,14 7,024



- 58 -

Mcl = Mp1+Mp2+Mp3+Mp4 + Mp5 + Mp6 = 15,14 kN

Mgl - Tổng mô mên lực gây lật

Mgl = Mgd+Mgh+Mpx+Mpz = 7,024 kN

→ 024,714,15K 0 = = 2,16

Coi tường đỉnh là công trình thành đứng cấp III, trong điều kiện sử dụng bình thường thì theo quy định trong bảng 2.4 trang 7 (14 TCN 130 – 2002)

[ ]0K = 1,45

→ K0 = 2,16 > [ ]0K = 1,45

→ Vậy tường chắn sóng đảm bảo an toàn ổn định chống lật

* Ổn định chống trượt

Hệ số an toàn chống trượt Kt = ∑∑

TPf

Với:

∑P = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 -Pz = 30,096 – 4,95 = 25,146 kN

∑ =T Pg1+Pg2+Px = 3,416 kN

f - Hệ số ma sát giữa đáy công trình và nền (f = 0,45 do đất nền là sét và á sét. Theo bảng H-2 trang 108)

→ Kt = 0,45. 416,31462,25

= 3,3

Tường chắn ổn định chống trượt nếu Kt > [Kt]

Coi tường đỉnh là công trình thành đứng cấp III, trong điều kiện sử dụng bình thường thì theo quy định trong bảng 2.3 trang 6 (14 TCN 130 – 2002)

[Kt] = 1,2

→ Kt = 3,3 > [Kt] = 1,2

→ Vậy tường chắn sóng đảm bảo an toàn chống trượt.

5.4 Mái đê:

5.4.1 Độ dốc mái đê:

Theo Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130- 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển



- 59 -

- Mái phía biển : thường chọn m = 3 ÷ 5 tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình địa chất khu vực xây dựng, đối với đê Bình Minh 3 chọn m = 4

- Mái phía đồng: thường chọn m = 2 ÷ 4 tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình địa chất khu vực xây dựng, đối với đê Bình Minh 3 chọn m = 3

5.4.2 Gia cố mái đê phía biển

a, Lựa chọn kết cấu

Hiện nay các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều các giải pháp lựa chọn cho các kết cấu lát mái ở phía biển để giảm thiểu tác động của sóng lên mái đê như:

- Đá hộc đổ rối 2 lớp thường dùng cho thi công vùng ngập nước do nó thường làm cho công trình không đẹp và dễ bị tác động. Chỉ áp dụng cho các bờ biển chịu tác động nhỏ của sóng gây lên.

- Gia cố mái bằng bê tông nhựa đường giải pháp này thường được áp dụng tại những vùng chịu tác động lớn của sóng. Việc thi công loại mái kè này đòi hỏi phải có những thiết bị chuyên dụng và phải kiểm tra độ hư hỏng thường xuyên. Nếu được thiết kế thi công bảo dưỡng tốt, rải kè nhựa đường rất chắc chắn và đáng tin cậy. Loại kè này không cần thiết phải có một lớp lọc dưới nhựa đường. Giải pháp này tuy rất tốt, nhưng trong điều kiện xây dựng ở nước ta nói chung và ở Quảng Ninh nói riêng chưa đủ điều kiện về kinh tế do kinh phí cho phương án này là rất lớn và chưa có các thiết bị chuyên dụng để thi công.

- Gia cố mái bằng cỏ khi sóng tác động không quá lớn (độ leo sóng khoảng 0.5m), gia cố bờ bằng một số loại cây cối khác có thể là một giải pháp tốt đứng trên quan điểm kinh tế. Cỏ có thể sống dưới nước vài tiếng đồng hồ song không thể sống trong một thời gian dài, nên phần chân kè phải làm bằng các loại vật liệu khác.

- Gia cố mái bằng các tấm bê tông đúc sẵn lắp ghép giải pháp này sẽ chống được các tác động của sóng lớn nếu thiết kế đảm bảo yêu cầu tính toán. Dễ dàng trong thi công. Hiện tại trong các bờ biển nước ta đây vẫn là một phương án gia cố mái kè khả thi nhất.



- 60 -

Hình 5.6 - Một số kiểu cấu kiện bê tông lắp ghép có liên kết tự chèn. a/ Chèn lệch mặt phẳng. b/ Rãnh chèn. c/ Chèn bậc thang. d/ Chèn mặt. e/ Có lỗ xâu cáp. f/ Có móc mang. g/ Chèn lục lăng. h/ Ngàm ba chiều TSC-178.

Hình 5.7 - Một số kiểu cục bê tông lắp ghép độc lập. a/ Tấm chữ nhật có gờ nhỏ. b/ Tấm chữ nhật có khuyết lõm. c/ Tấm chữ T. d/ Tấm chữ nhật có đục lỗ. e/ Tấm lục lăng có gờ nhỏ. f/ Tấm lục lăng có lỗ thoát nước.

→ Trong thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 lựa chọn kết cấu bảo vệ mái phía biển là cấu kiện chèn lệch mặt phẳng (5.6 a)

b, Tính toán chiều dày lớp phủ mái:

Tính theo công thức Pilaczyk, K.W : (Hướng dẫn thiết kế đê biển, 14 TCN 130 – 2002)

32

.. ξγγ

γϕ

δ−

=B

SB

H (m) (5-11)

Trong đó:

Hs - Chiều cao sóng thiết kế, Hs = 1,57 m



- 61 -

γ , Bγ - Trọng lượng riêng của nước và của bê tông (T/m3)

γ = 1 (T/m3)

Bγ = 2,4 (T/m3)

ξ - Hệ số sóng vỡ

S

S

LH

tgαξ = (5-12)

Với Hs = 1,57 m, Ls = 43,458 m, tg 25,04/1 ==α thay vào công thức ( 5-12)

→ 316,1

458,4357,125,0

===

S

S

LH

tgαξ

ϕ - Hệ số phụ thuộc vào hình dạng và cách lắp đặt các cấu kiện, lấy theo bảng 5.5

Bảng 5.5 - Hệ số ϕ theo cấu kiện và cách lắp đặt

Loại cấu kiện và cách lắp đặt ϕ

Tấm lát đặt nằm 4 ÷ 4,5

Tấm lát đặt trên lớp Geotextile và nền đất sét tốt 5

Tấm lát tự chèn 6

Tấm lát tự chèn trên lớp đệm tốt 8

Từ bảng 5.5 → ϕ = 8

Thay các giá trị vào công thức (5 - 11) :

→ =−

=−

= 32

32

316,1.14,2

1.857,1.. ξ

γγγ

ϕδ

B

SB

H 0,168 (m)

Nhằm tăng cường bảo vệ mái phía biển cũng như thuận lợi trong quy trình thiết kế thi công cấu kiện bảo vệ chọn chiều dầy lớp bảo vệ mái bδ = 20 cm. Kích thước chi tiết

cấu kiện bảo vệ mái phía đồng trong hình 5.8



- 62 -

Hình 5.8 – Cấu kiện lệch mặt phẳng bảo vệ mái phía biển

c, Tính toán khối lượng cấu kiện bảo vệ mái:

m = V . d

Với m – Khối lượng cấu kiện

V – Thể tích cấu kiện

V = 0,4.0,4.0,2 = 0,032 m3

d – Khối lượng riêng của bê tông, d = 2,4 Tấn/m3

→ Khối lượng một cấu kiện: m = 0,032 . 2,4 = 0,0768 tấn = 76,8 kg

5.4.3 Gia cố mái đê phía đồng

Gia cố mái đê phía đồng được thiết kế trên cơ sở phân tích chất đất, cường độ mưa, mức độ cho phép sóng tràn, chiều cao đê, yêu cầu sử dụng (đường lên xuống, cảnh quan môi trường v.v...)

Đoạn đê Bình Minh 3 thiết kế theo tiêu chuẩn sóng tràn do đó, mái phía đồng chịu tác động của sóng tràn với lưu lượng tràn cho phép q = 10 l/m/s. Với điều kiện thiết kế đó lưa chọn hình thức bảo vệ mái đê phía đồng :

- Mái phía đồng phía trên đoạn giáp mặt đê gia cố bằng BTCT đổ tại chỗ với chiều dài 2,3 m về phía chân đê.

- Phía dưới bảo vệ chống xói bằng trồng cỏ Vetiver trong khung đá xây, Kích thước khung đá xây: mỗi khung đá xây có kích thước dài 10 m (theo chiều dài đê) dầy 0,5 m, giữa các khung bố trí khe lún. Do đê thiết kế cho phép tràn, nên bố trí thêm đoạn bê tông đổ tại chỗ rộng 1m dưới chân đê phía đồng. Bố trí chi tiết như hình 5.9



- 63 -

Hình 5.9 – Bảo vệ mái phía đồng

5.5. Kết cấu chân khay

5.5.1 Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển

Chân khay phía biển có tác dụng chắn giữ các cấu kiện mái và giảm xói chân đê. Cần bố trí chân khay ở vị trí nối tiếp chân đê và bãi biển. Loại hình và kích thước chân kè được xác định tuỳ theo tình hình xâm thực bãi và chiều cao sóng Hs. Có hai dạng kết cấu chân khay là chân khay nông và chân khay sâu.

- Chân khay nông:. Áp dụng cho vùng có mức độ xâm thực bãi biển ít, chân kè chỉ chỗng đỡ dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Các kích thước cơ bản gồm chiều cao, chiều rộng đáy, chiều rộng đỉnh, mái dốc. Vật liệu xây dựng cho loại này thường là có kết cấu tơi rời như đá đổ, đá xếp hoặc cấu kiện bê tông đúc sẵn. Tiếp giáp giữa khối lăng trụ với thân đê và nền đê có tầng lọc ngược



- 64 -

Đá hoặc viên bê tông được dùng nơi ít xói.

Cục bê tông được dùng nơi ít xói.

Đá hoặc viên bê tông dùng nơi ít xói, xói trung bình.

Cục bêtông kéo sâu chân nơi xói nhiều đến xói ít.

Đá hoặc viên bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh.

Tấm bê tông dùng nơi xói trung bình, xói mạnh.

Hình 5.10 - Một số dạng kết cấu chân khay đê phía biển.

- Chân khay sâu: Áp dụng cho vùng bãi biển xâm thực mạnh, để tránh moi hẫng khi bãi bị xói sâu. Chân kè cắm sâu xuống tối thiểu là 1,0 m. Chân kè sâu có nhiều loại kiểu cọc cừ có một hàng cọc hay nhiều hàng cọc, cọc có thể bằng cọc tre, cọc tràm, bê tông cốt thép, ống buy trong đổ đá hộc (cọc rỗng) hoặc bằng các khối xây như tường chắn đất (hình 3.10). Kích thước cơ bản của kiểu này là cao trình đầu cọc, độ sâu cọc

độ sâu hố xói dự báo



- 65 -

Hình 5.11: Chân kè kiểu cọc cừ

a: Kiểu hàng một cọc b: Kiểu hai hoặc nhiều hàng cọc

c: Kiểu ống buy d: Kiểu tường chắn

(1) Cọc ; (2) Đá hộc ; (3) Ống buy ; (4) Khối xây ; (5) Tầng lọc ngược

Với điều kiện địa chất, thuỷ hải văn biển Kim Sơn: địa chất yếu, chiều cao sóng không lớn. → Trong thiết kế chọn kết cấu chân khay nông, có dạng như hình 5.12

5.5.2 Tính toán kết cấu chân khay Chiều sâu bảo vệ yêu cầu đối với chân công trình cần đạt ít nhất bằng chiều sâu

hố xói lớn nhất tại vị trí đó. Chiều sâu hố xói lớn nhất được xem là chiều sâu xói cân bằng trong suốt tuổi thọ công trình. Từ kinh nghiệm thực tiễn, có thể lấy từ 0.5 đến 1.0 lần chiều cao sóng tại chân công trình (Pilarczyk và nnk, 1998).

a, Kích thước chân khay chọn theo 14 TCN 130 2002.

Hình 5.12 - Cấu tạo chân khay phía biển.

→ Độ sâu chân khay Y = 1 Hs = 1 .1,57 = 1,57 (m),

Chiều rộng chân khay : L = 2.1,57 = 3,14 (m),

→ Chọn Y = 1,5 (m), L = 3 (m), hệ số mái dốc chân khay m = 1



- 66 -

b, Kích thước đá chân khay:

Đá chân khay phải ổn định dưới tác dụng của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê. Kích thước đá được lựa chọn phải chống được tối thiểu vận tốc cực đại của dòng chảy do sóng tạo ra ở chân đê.

ax 4.sinh .

sm

s

s

HVL hg L

ππ π

= (5-13)

Trong đó:

Vmax - Vận tốc cực đại của dòng chảy (m/s);

Ls, Hs - Chiều dài và chiều cao sóng thiết kế (m);

h - Độ sâu nước trước đê (m);

g - Gia tốc trọng trường (m/s2).

Với Hs = 1,57 (m),

Ls = 43,458 (m),

h = 3,74 (m),

Thay vào công thức (5-7)

ax 4.sinh .

sm

s

s

HVL hg L

ππ π

= = =

458,4374,3.14,3.4sinh.

81,9458,43.14,3

57,1.14,3 1,16 (m/s)

Theo 14 TCN – 130 2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển, trọng lượng ổn định viên đá theo Vmax được thể hiện trong bảng (5-6)

Bảng 5.6 - Trọng lượng ổn định viên đá theo Vmax

Vmax (m/s) 2,0 3,0 4,0 5,0 Gd (kg) 40 80 140 200

Dựa vào bảng trên để đảm bảo ổn định chân đê cũng như thuận lợi cho việc chọn lựa vật liệu trong thi công, chọn đá có khối lượng từ 30 đến 40 kg để thi công chân khay.

5.6. Thân đê

a) Nền đê:

Đê đi qua vùng đất yếu có lớp đất mặt là bùn nhão dày 0,7 m do đó trước khi đắp đê cần xử lý nền bằng cách nạo vét, đắp bù.



- 67 -

b) Vật liệu đắp đê:

Vật liệu địa phương, đất sét pha màu nâu xám có chỉ tiêu cơ lý như sau :

ϕ (độ) = 5,91

Lực dính đơn vị C = 7 (kN/m2)

Trọng lượng riêng γ = 17,1 (kN/m3)

Hệ số thấm: K = 7,7 . 10-5 (m/s)

Thành phần hạt của đất là: d10 = 0,125 mm d50 = 0,35 mm d60 = 0,450 mm d85 = 0,65 mm

c) Lớp lọc:

Lớp lọc là bộ phận chuyển tiếp quan trọng giữa thân đê và lớp bảo vệ, chức năng

chính là bảo vệ vật liệu thân đê khỏi sự xói mòn và rửa trôi dưới tác dụng của sóng

ngoài ra còn nhằm giảm nhỏ áp lực đẩy ngược lên mái kè, ngăn ngừa việc phát sinh áp

suất thủy tĩnh cao trong thân đê, hạn chế hư hỏng liên quan đến địa kỹ thuật như thấm

ngược, rò rỉ…

Để đảm bảo tính an toàn và ổn định cho tuổi thọ công trình, đồng thời với nhiều

ưu điểm ( đa dạng về chủng loại và chức năng, độ dày nhỏ, dễ dàng trong thi công, giá

thành hợp lý…) vải địa kỹ thuật đã và đang được sử dụng phổ biến, rộng rãi trong

công trình biển. Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy

lợi, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Lớp lọc có thể bằng vật liệu truyền thống hoặc vải địa kỹ thuật, với điều kiện

kinh tế Khi thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi, vải địa

kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Yêu cầu về tính thấm nước.

Độ thấm của vải địa kỹ thuật cần phải cao hơn so với đất được bảo vệ. Để đảm

bảo tính thấm của lớp dưới lớp đất lót thì giới hạn hệ số thấm của vải địa kỹ thuật theo

đề nghị của một số tác giả thay đổi trong khoảng từ Kvải > (5÷100)Kđất.

+ Yêu cầu về chặn đất.

Khi cho phép dòng nước chảy qua lớp vải địa kỹ thuật thì lớp vải phải có khe hở

đủ nhỏ để giữ lại phần đất ở thượng lưu của vải, hạn chế hiện tượng xói đất. Giới hạn

đưa ra là:

Dw < (2÷3)d85



- 68 -

Trong đó:

Dw – Kích cỡ lỗ hở biểu kiến của vải địa kỹ thuật (mm)

d85 - Cỡ đường kính hạt = mm của mẫu đất có lượng hạt chiếm 85%

Trong thiết kế đê Bình Minh 3 lựa chọn vải lọc TS 21 trong thi công lớp lọc. Vải

TS 21 có các tính chất kỹ thuật như bảng sau :

Bảng 5.7 - Các tính chất chính của vải địa kỹ thuật TS 21 Tính chất Đơn vị đo TS 21

Khối lượng đơn vị diện tích g/m2 95 Độ dày dưới áp lực 2 KN/m2 mm 1,1 Cường độ chịu kéo KN/m 5,9 Độ dãn dài khi đứt (ε) % 70/40 Sức kháng chọc thủng (rơi côn) mm 25 Kích thước lỗ lọc hữu dụng (Dw) mm 0,13 Hệ số thấm ở áp lực 2 KN/m2 cm/s 0,5 Lưu lượng thấm ở áp lực 2 KN/m2 l/m2/s 450

• Kiểm tra yêu cầu thấm:

Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật phải thỏa mãn yêu cầu:

kg ≥ 505.d

t.k

Trong đó: kg: Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật

t: Độ dày của vải (t = 1,1 mm)

k: Hệ số thấm của đất (k = 7,7.10-5 cm/s)

d50: Đường kính hạt đất có 50% khối lượng hạt đất nhỏ hơn (d50 = 0,35 mm)

Thay số vào công thức (4.43) ta có:

kg ≥ 51,1.2,17.10

5.0,35

−

35,0.510.7,7.1,1 5−

= 0,448.10-4 (cm/s)

Vải TS 21 có hệ số thấm ở áp lực 2KN/m2 : kg = 0,5 cm/s > kg = 0,484.10-4 (cm/s

→ Đạt yêu cầu về thấm.

• Kiểm tra yêu cầu chặn đất

Tính hệ số đồng nhất của đất nền:

Cu = 10

60

dd =

125,0450,0 = 3,6



- 69 -

Trong đó:

d60: đường kính của hạt đất có 60% khối lượng hạt nhỏ hơn.

d10: đường kính của hạt đất có 10% khối lượng hạt nhỏ hơn.

Tính tỷ số d85/d50:

Ta có: 50

85

dd =

35,065,0 = 1,86

Theo Bảng 2-7 trang 16 (14 TCN 110 – 1996), với Cu = (3 ÷ 6) và d85 < 2.d50.

→ Kích thước lỗ lọc của vải Dw theo yêu cầu chặn đất:

Dw ≤ 1,2d50

Thay số ta có Dw ≤ 1,2.0,35 = 0,42 (mm)

⇒ Dw ≤ 0,42 (mm)

Vải TS 21 có kích thước lỗ lọc hữu dụng là Dw = 0,13 mm < 0,42 (mm) do đó đạt

yêu cầu chặn đất.

→ Vậy với cấp phối hạt đất đắp đê thì loại vải (TS 21) thỏa mãn yêu cầu chặn đất

và thấm nước theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 110 – 1996

Theo tiêu chuẩn nghành 14 TCN 130-2002 cần bố trí lớp đá dăm lót dày 15 ÷ 20

cm giữa vải địa kỹ thuật và lớp bảo vệ. Theo điều kiện thực tế tại vị trí công trình, bố

trí lớp đá dăm (1x2) cm dày 15cm.

Như vậy tầng đệm đê Bình Minh 3 gồm có 3 lớp như sau:

- Nối tiếp với đất thân đê là lớp đất thịt dày 50 cm

- Tiếp theo là lớp Geotextile, chọn loại TS 21 - Giữa lớp Geotextile và lớp phủ mái bố trí lớp đá răm (1 x 2 )cm dày 15 cm Lớp vải lọc đặt trên nền đất thịt từ chân tường chắn sóng kéo xuống hết chân khay bảo vệ mái phía biển.

5.7. Hệ thống thoát nước mặt

Theo thiết kế, đê Bình Minh 3 cho phép tràn với lưu lượng q = 10 l/m/s, do đó cần bố trí rãnh tiêu nước theo chiều đứng ở mái dốc đê, đặt cách nhau 100m. Nước dồn vào các rãnh đứng và chảy vào kênh tiêu ngay gần chân mái đê phía đồng.

5.8. Xây dựng các cống trên đê:

• Cống CT9:



- 70 -

Nhiệm vụ: Cấp nước cho 762 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B2 và B3'. Các chỉ tiêu thiết kế: - Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống: hai cửa, mỗi cửa có BxH = 4x6,2 m Kết cấu cơ bản:

- Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#. - Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép. - Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.

• Cống CT10: Nhiệm vụ:

Tiêu nước cho 1181 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B2 cộng với phần phụ trách của cống CT4. Các chỉ tiêu thiết kế:

- Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống: ba cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 1 cửa có BxH = 4,7x6,1m )

Kết cấu cơ bản: - Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#.

- Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép. - Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.

• Cống CT11: Nhiệm vụ:

Cấp nước cho 1364 ha nuôi tôm của vùng được giới hạn bởi đường trục B5 và B3' cộng với phần phụ trách của cống CT6 và của kênh KC5 Các chỉ tiêu thiết kế: - Cao trình đáy cống: (-1,90) - Khẩu độ cống:bốn cửa (2 cửa có BxH = 3,1x4 m và 2 cửa có BxH = 4,4x6,1m ) Kết cấu cơ bản:

- Thân cống, tường cánh, sân trước, sân sau bằng bê tông cốt thép R250#. - Xử lý nền cống bằng cọc bê tông cốt thép.

- Cánh van thép và hệ thống đóng mở bằng tời.



- 71 -

CHƯƠNG 6 TÍNH ỔN ĐỊNH

6.1 Tính ổn định mái đê

6.1.1 Giới thiệu về phần mềm Geoslope V.6 sử dụng để tính ổn định tổng thể cho công trình

GEO –SLOPE Office là bộ phần mền địa kỹ thuật của GEO-SLOPE International Canada dùng để phân tích ổn định mái đất – đá. Do chỉ kiểm tra phần ổn định trượt cho công trình cho nên trong phạm vi đồ án chỉ trình bày về SLOPE /W là một trong 6 phần mềm Địa kỹ thuật trong bộ GEO SLOPE Office.

- Một số đặc điểm chính của phần mềm Slope/W là:

+ Slope/W V.6 là phần mềm ứng dụng lý thuyết cân bằng giới hạn để xác định hệ số an toàn của mái đất, đá. Trong Slope/W bao gồm nhiều phương pháp tính khác nhau để tính hệ số an toàn như: phương pháp Bishop, Janbu, Spencer, Mogor-Price, Crop of Engineers, GLE và ứng suất phần tử giới hạn. Do đó mà người tính được tự do lựa chọn phương pháp tính hệ số an toàn.

+ Slope/W có các lựa chọn cho phép tính toán khối trượt gồm nhiều loại đất đá, nập trong nước hoặc không và theo các khối trượt khác nhau như trượt trụ tròn, dạng gẫy khúc trong trường hợp có lớp đất mềm yếu, có nền đá, trượt theo các mặt cắt giả định như theo mái hố móng …

+ Slope/W cho phép tích hợp với Seep/W do đó có thể sử dụng các kết quả từ

Seep/W

Khi tính toán ổn định của các công trình đắp trên nền đất yếu, đa số các phương pháp thường tính theo mặt trượt giả định là cung tròn và xét trạng thái cân bằng của khối trượt. Để tính toán đơn giản đồ án áp dụng phương pháp phân mảnh của W.Bishop (trạng thái cân bằng giới hạn) với giả thiết là tổng các lực tương tác bằng không trên trục nằm ngang.

Các bước tính toán :

1. Giả thiết trước một tâm trượt, với tâm trượt đó giả thiết các mặt trượt trụ tròn. Xác định hệ số ổn định của khối đất trượt theo từng mặt trượt. Tìm hệ số ổn định nhỏ nhất Kmin cho tâm trượt này.

2. Giả thiết các tâm trượt khác và xác định Kmin cho từng tâm trượt



- 72 -

3. So sánh các giá trị Kmin để tìm ra Kmin nhỏ nhất. Mặt trượt ứng với Kmin nhỏ nhất là mặt trượt nguy hiểm nhất. So sánh giá trị Kmin này với hệ số ổn định cho phép của công trình theo qui phạm để có kết luận về mặt cắt thiết kế

Tính toán ổn định mái dốc theo phương pháp phân thỏi, khối trượt có hình dạng bất kỳ được chia thành các thỏi như hình 6-1.

Hình 6-1. Khối trượt cung tròn

Hình 6-2 .Sơ đồ phương pháp phân mảnh tính trượt cung tròn

• Các giả thiết :

- Độ bền của đất xác định theo định luật Coulomb.

'tan)u('c φ−σ+=τ

Với :



- 73 -

τ : cường độ chống cắt.

c’, φ’ : lực dính, góc ma sát trong

- Hệ số an toàn thuộc thành phần dính và ma sát là như nhau cho mọi loại đất:

( ) ( )[ ]F

uuuF

c bwaan βφφσβ tan'tan' −+−

=

- Hệ số an toàn F là như nhau cho các thỏi ( n thỏi )

• Lực tác dụng lên các thỏi gồm:

- Trọng lượng bản thân : W

- Lực động đất : kW, đặt tại trọng tâm thỏi

- Tải trọng tác dụng trên đỉnh thỏi D.

- Lực tác dụng trên hai mặt bên của thỏi : EL, ER, XL,XR

- Lực tác dụng tại đáy thỏi : Lực pháp tuyến N

- Lực tiếp tuyến tại mặt đáy thỏi được huy động để thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn Sm

( )[ ]F

tanucF.sS

,n

,

mφ−σ+β

=β

=

• Lực tác dụng lên cung trượt: áp lực nước AR, AL.

Để đơn giản hóa các tác giả đề nghị các giả thiết. Theo phương pháp Bishop đơn giản, giả thiết chênh lệch lực tương tác giữa các thỏi XR-XL=0 (không có lực cắt giữa các thỏi). Biểu thức tính ổn định theo phương pháp Bishop đơn giản:

[ ]

[ ][ ] Aa Dd kWe + f

F' tan sin + cos

sin D + F

' tan sin u + sin 'c - W - Wx

' tan R u -

F' tan sin + cos

sin D + F

' tan sin u + sin 'c - W + R'c

= Fm

±±φα

α

ωφαβαβ

φ

βφα

α

ωφαβαβ

β

∑∑∑

∑

(6-1)

6.1.2 Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6 a) Ổn định chống thấm

Đê mái nghiêng ổn định chống thấm khi có garadien thấm nhỏ hơn [ ]J



- 74 -

Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: [ ]J = 0,5. Theo kết quả chạy chương trình Seep/ W có:

Gradien thấm J = 0,35 < [ ]J = 0,5

→ Công trình ổn định thấm

b) Ổn định chống trượt mái

Đê mái nghiêng ổn định chống trượt khi có hệ số an toàn ổn định chống trượt Kminmin < [ ]K

Theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 -2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển: Với công trình cấp 3 làm việc trong điều kiện bình thường [ ]K = 1,15.

Theo kết quả chạy chương trình Slope/ W có:

- Mái phía đồng:

Kminmin = 1,165 > [ ]K = 1,15

→ Mái phía biển ổn định chống trượt

Kminmin = 1,693 > [ ]K = 1,15

→ Mái phía biển ổn định chống trượt

Như vậy đê thiết kế ổn định đủ điều kiện làm việc.

6.2 Tính toán áp lực sóng lên mái nghiêng

6.2.1. Tính áp lực sóng lớn nhất

Đối với mái dốc được gia cố bằng cấu kiện bê tông lắp ghép có hệ số mái 1,5 ≤ m ≤ 5, biểu đồ áp lực sóng thể hiện trên hình 6.1. Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn nhất Pd (KPa) xác định theo công thức:

Pd = ks kt Ptcl ρgHs (6-2)

Trong đó:

ks − Hệ số xác định theo công thức:

−++=

s

s

s

ss L

HgLHk 15,1028,0cot8,485,0 ϕ

= 969,0458,4357,115,1028,04

458,4357,1.8,485,0 =

−++

kt − Hệ số lấy theo bảng E-1 theo 14 TCN 130-2002



- 75 -

Từ bảng E-1 ứng với Ls/Hs = 43,458/1,57 = 27,68 nội suy được kt = 1,385

Ptcl − Trị số lớn nhất của áp lực sóng tương đối trên mặt dốc tại điểm 2 (Hình 5.1) lấy theo bảng E-2 của 14 TCN 130-2002

Ptcl phụ thuộc vào 3925,0457,1

cot57,1

===αgm

H s dựa vào bảng E-2 nội suy được

Ptcl = 3,89

Hình 6.1. Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn nhất tác dụng lên mái dốc được gia cố bằng các tấm bản

Thay các giá trị trên vào (5.2) ta có:

Pd = ks kt Ptcl ρg Hs = 0,969.1,385.3,89.10,1.1,57 = 82,78 KN/m2

6.2.2. Tính tung độ điểm đặt các áp lực

Theo 14 TCN 130-2002 phụ lục E trang 97:

+) Tung độ Z2(m) của điểm 2 (điểm đặt của áp lực sóng tính toán lớn nhất Pd) được xác định theo công thức:

[ ]( )BA1gcot21gcot1AZ 2

22 ++ϕ−ϕ

+= (6-3)

Trong đó: A và B là các đại lượng tính bằng m, xác định theo công thức sau:

ϕ

ϕ2

2

cotcot1023,047,0

gg

HsLHA s

s+

+= (6-4)

= 1,57 =+

+ 2

2

441.

57,1458,43.023,047,0 1,85 (m)



- 76 -

( )

−−=

s

ss L

HgHB 25,0cot84,095,0 ϕ (6-5)

= ( ) =

−−

458,4357,1.25,04.84,095,057,1 1,32 (m)

[ ] 36,0)32,185,1(14.214157,1 2

22 =++−+=→ Z (m)

+) Tung độ Z3 (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc Ru2% tính toán theo phương pháp tất định:

→ Z3 = Ru2% = 1,47 m

+) Tọa độ các điểm có áp lực 0,4P và 0,1P được xác định theo phụ lục E 14TCN -2002 như sau:

P = 0,4Pd tại

=

=

ϕ

ϕ

LLLL.0265,0.0125,0

2

1

Trong đó:

4 2 1cot

cot−

=ϕ

ϕϕ

ggLL s = 33,88

144.458,43

4 2=

− (m)

→ P = 0,4Pd tại

===

===

mLLmLL34,268,81.0265,0.0265,0

1,133,88.0125,0.0125,0

2

1

ϕ

ϕ

P = 0,1Pd tại

===

===

mLLmLL

96,533,88.0675,0.0675,087,233,88.0325,0.0325,0

4

3

ϕ

ϕ

Theo kết quả tính toán trên thì vùng chịu tác động của sóng lớn nhất nằm trong khoảngL = 1,1m đến L = 2,34m.

6.2.3. Tính ổn định cục bộ cho cấu kiện lát mái khi cấu kiện chịu áp lực sóng lớn nhất:

Tấm cấu kiện làm bằng BT M250 kích thước 40.40.20 cm có diện tích bề mặt là 0,16m2 chịu tác động sóng lớn nhất là:

Pmax = 0,4.0,4.Pd = 0,16. 82,78 =13,24 kPa

Theo kết quả thực nghiệm thì bê tông M250 có khả năng chịu lực là 25 kPa do đó cấu kiện có khả năng chịu được áp lực sóng cả trong điều kiên áp lực sóng là lớn nhất



- 77 -

6.2.4. Tính ổn định lớp gia cố bờ khi có sử dụng geotextile

Theo Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130-2002, Hướng dẫn thiết kế đê biển

Ổn định chống trượt lớp phủ bảo vệ phải đảm bảo:

tgα < f1

Trong đó :

tgα = ¼ = 0,25

f1 hệ số ma sát giữa lớp gia cố với đất đê

f1 = 0,45

→ Lớp phủ bảo vệ mái thỏa mãn điều kiện ổn định.



- 78 -

CHƯƠNG 7

TRÌNH TỰ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG

7.1. Thời điểm thi công:

Công trình thi công chủ yếu vào mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau.

7.2.Trình tự thi công

Qúa trình thi công được chia làm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Thi công các cống CT9, CT10, CT11

Ưu tiên thi công các cống này trước để đáp ứng nhu cầu sản xuất trong khu vực bãi bồi phía trong đê.

+ Đào kênh tạo dòng phía ngoài biển của mỗi cống để tạo điều kiện tập kết vật việu máy móc thi công bằng đường biển.

+ Trong giai đoạn này kết hợp với đúc cấu kiện bê tong lệch mặt phẳng bảo vệ mái và tập kết vật liệu: đá, bê tong, giải phóng mặt bằng thi công…

Giai đoạn 2: Thi công đoạn đê thiết kế

• Thi công phần đất:

- Dùng tầu hút bùn vét bùn phần nền đê xả vào phía trong đồng cự ly cách tim đê thiết kế 220m.

- Đào móng chân khay, được khoảng 1 ÷ 2 m tiến hành trải lớp vải địa kỹ thuật sau lên mặt hố móng, sau đó thả đá hộc tránh hiện tượng triều lên lấp mất móng.

- Thi công phần chân khay được khoảng 10 ÷ 15 m tiến hành đào đất phía ngoài phạm vi trồng cây chắn sóng cự ly vận chuyển 250 m để đắp đê.

- Đắp đê đến cao trình (+4,8 ). Đắp từ hai phía: từ đường trục B5 và đường trục B2 đắp lại. Chú ý tới thời gian cố kết của đất, vì như phần trên đã phân tích, đất đắp có chỉ tiêu cơ lý thấp.

- Sau khi đất đắp đủ thời gian cố kết, tiến hành đào móng tường chắn sóng và thi công lớp lọc gồm có các hạng mục công việc:

Đắp lớp đất thịt và đầm chặt

Kéo phần vải địa kỹ thuật từ chân khay lên đến hết móng tường chắn sóng, ghim chặt lại.



- 79 -

• Thi công phần bê tông:

- Rải lớp răm lót lên hai mái phía đồng và phía biển, chú ý san phẳng bề mặt mái đê

- Dựng cốt pha thi công khung dầm bê tông cốt thép mái đê biển, tường đỉnh, lớp bê tông bảo vệ mặt đê. Song song đó, xây khung đá xây trên mái phía đồng và đổ bê tông tại chỗ rộng 1 m bảo vệ mái chân mái đồng

- Khi khung bê tông cốt thép đủ thời gian đông kết (28 – 30 ngày), tháo dỡ cốt pha tiến hành, tiến hành lắp đặt cấu kiện bê tông lệch mặt phẳng trên mái phía biển.

- Trồng cỏ trong khung đá xây

7.3. Biện pháp thi công

Kết hợp thi công thủ công và cơ giới, nhân lực chủ yếu là người dân địa phương, vị trí thi công gần nhà dân do đó không cần bố trí lán tạm.



- 80 -

PHẦN 3

CHUYÊN ĐỀ: BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ

VÙNG BÃI BỒI HUYỆN KIM SƠN



- 81 -

GIỚI THIỆU VỀ CHUYÊN ĐỀ

Đê Bình Minh 3 đã được thiết kế trong phần 2 là tuyến đê lấn biển thuộc huyện Kim Sơn, khi tuyến đê được hoàn thành sẽ mở ra một vùng đất mới mang lại nhiều cơ hội cũng như đặt ra thách thức sử dụng hợp lý trong công cuộc khai thác, phát triển kinh tế vùng đất bồi ven biển. Với tình hình kinh tế xã hội huyện Kim Sơn hiện nay, việc đưa ra chủ trương chính sách phát triển sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên nói chung, tài nguyên vùng bãi bồi ven biển nói riêng, và đưa ra kế hoạch phát triển kinh tế nâng cao đời sống nhân dân, ổn định an ninh quốc phòng là rất cần thiết. Theo Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật và Trung tâm nghiên cứu biển Hải Phòng thì quá trình lấn biển của Kim Sơn (Ninh Bình) có tốc độ lớn nhất của dải ven biển Đồng bằng sông Hồng (75m/năm). Mặt khác khai thác vùng biển là một thế mạnh về kinh tế của Kim Sơn, nhưng kết quả đạt được còn thấp so với tiềm năng vốn có của nó. Vì vậy Kim Sơn đã và đang tiến hành lập dự án qui hoạch tổng quát cho vùng kinh tế lấn biển để khai thác một cách hợp lý, bảo vệ được môi trường sinh thái vùng bãi bồi ven biển.

Muốn làm được việc này cần phải phân tích rõ các yếu tố điều kiện tự nhiên: quy luật hình thành, xu thế phát triển cũng như tiềm năng, tài nguyên môi trường bãi bồi. Kết hợp với việc nghiên cứu thị trường tiêu thụ sản phẩm và đánh giá hiện trạng khai thác sử dụng các loại hình tài nguyên trong vùng, xác đinh rõ, đúng vị trí các loại cây, con thích hợp có giá trị cao và việc tiến hành quai đê lấn biển như thế nào cho phù hợp. Từ đó, đưa ra kế hoạch phát triển kinh tế bền vững huyện Kim Sơn nói chung và vùng bãi bồi ven biển của huyện nói riêng..

Trong phạm vi nghiên cứu của đồ án, do thời gian và điều kiện khảo sát thực tế có hạn.Chuyên đề mới chỉ dừng lại ở giới hạn phân tích quy luật hình thành và xu thế phát triển bãi bồi của huyện từ đó đề xuất phương hướng phát triển kinh tế. Những số liệu sử dụng trong quá trình phân tích chủ yếu được tham khảo trong bài báo cáo, báo điện tử trong thời gian gần đây. Nếu có đủ thời gian cần phải mở rộng chuyên đề theo hướng phân tích đầy đủ điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tại vùng bãi bồi, kết hợp nghiên cứu chính sách của huyện để đưa ra các phương án phát triển kinh tế. Sử dụng phương pháp phân tích chi phí lợi ích làm cơ sở so sánh hiệu quả giữa các phương án, và lựa chọn phương án hợp lý mang lại hiệu quả kinh tế cao, ít ảnh hưởng tới môi trường sinh thái nhất, đảm bảo phát triển bền vững..



- 82 -

CHƯƠNG 8

QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO VÀ PHÁT TRIỂN BÃI BỒI HUYỆN KIM SƠN

Với mỗi vùng đất khác nhau đều có quá trình thành tạo và phát triển khác nhau, tạo nên những đặc trưng riêng cho mỗi vùng. Trên cơ sở nghiên cứu các quá trình này, có thể xác định quy luật phát triển của vùng đất bồi, là cơ sở đưa ra quy hoạch sử dụng đất vào mục đich phát triển kinh tế bền vững hợp với quy luật tự nhiên. Trong chương 8 nghiên cứu lich sử thành tạo và quy luật, xu thế phát triển bãi bồi huyện Kim Sơn thông qua việc nghiên cứu lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi delta sông Hồng.

8.1 Lịch sử thành tạo và phát triển

Dựa theo hình thái địa hình, đặc điểm trầm tích và các tài liệu địa chất, địa lý có thể xác định cửa sông vùng biển Kim Sơn thuộc loại cửa sông lồi lấn biển Delta. Lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển Kim Sơn nằm trong lịch sử thành tạo và phát triển bãi bồi delta sông Hồng.

Nghiên cứu quá trình thành tạo và phát triển delta sông Hồng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn góp phần làm sáng tỏ quy luật cơ chế thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển Kim Sơn. Đã có nhiều tác giả nghiên cứu về lịch sử phát triển địa hình đồng bằng delta sông Hồng nói chung và lịch sử phát triển địa hình delta sông Hồng nói riêng và các tác giả đều phải thừa nhận là đồng bằng delta sông Hồng thành tạo và phát triển rất phức tạp và đa dạng, thể hiện sắc nét tương tác giữa các nhân tố nội lực (kiến tạo, địa động lực hiện đại) và ngoại lực (sóng, gió, dòng chảy,…) cùng với sự tác động mạnh mẽ của bàn tay con người (hệ thống đê điều, cầu cống, đập thuỷ điện, và các công trình dân sinh quốc phòng…). Trong phạm vi nghiên cứu đồ án chỉ dừng lại ở mức độ nêu ra những nét chính về lịch sử thành tạo và phát triển delta sông Hồng có liên quan đến quá trình thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển cửa sông.

Lịch sử thành tạo và phát triển vùng trũng Hà Nội có thể tóm lược như sau: vào cuối Neogen sang đầu Đệ tứ là thời kỳ lục địa kéo dài cho đến hết Pleistoxen trung. Trầm tích cuội, sỏi, sạn có nguồn gốc lục địa được phân bố khá rộng rãi kéo dài ra vịnh Bắc bộ. Chế độ lục địa được chấm dứt vào nửa sau Pleistoxen muộn bằng một đợt biển tiến rộng khắp đồng bằng đã để lại tầng sét dày loang lổ, có nguồn gốc biển. Đến đầu Holoxen là thời kỳ biển lùi, chế độ lục địa lại được thiết lập trên toàn đồng bằng. Qúa trình phong hoá xảy ra mạnh mẽ đã để lại tầng laterit và tầng than bùn. Trầm tích Aluvi phân bố khá phong phú trên đồng bằng với thành phần chủ yếu là sét, cát, cuội. Đến Holoxen trung biển tiến lần cuối sau đó lùi dần. Diện tích đồng bằng từ đó cho đến nay càng được mở rộng do quá trình biển lùi từ từ và được phù sa sông bồi



- 83 -

đắp đã tạo ra hàng loạt bãi bồi cao trong đó có bãi bồi huyện Kim Sơn, tại đây hiện tượng kéo dài lục địa vẫn tiếp tục diễn ra với tốc độ 80 ÷ 100 m/ năm.

8.2 Quy luật thành tạo và phát triển vùng bãi bồi Kim Sơn

Bản chất của các quá trình thành tạo và phát triển các bãi bồi ven biển Kim Sơn là tổng hoà các yếu tố sông - biển xảy ra trên bình đồ kiến trúc kiến tạo không ổn định mà chuyển động đặc trưng của nó là hạ lún, tuy nhiên quá trình hạ lún chỉ đóng vai trò thứ yếu do tốc độ bồi tích ở đây khá lớn vượt lên cả quá trình hạ lún và sự gia tăng mực nước biển. Kết hợp với sự tương tác của các yếu tố tự nhiên và con người trên một phạm vi rộng, từ thượng nguồn các con sông đến vùng cửa sông và dọc ven bờ biển cho tới độ sâu trên 20 m.

Bằng các kết quả nghiên cứu thuỷ thạch động lực, chế độ hải văn, thuỷ văn, địa chất, địa mạo, trầm tích tầng mặt hiện đại, cảnh quan sinh thái môi trường có thể rút ra nhận xét về quy luật thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển cửa sông Kim Sơn như sau:

Vùng bờ biển này thuộc loại bờ biển delta, sườn ngầm ven bờ có độ dốc thoải đạt giá trị 0,004 ÷ 0,0012. Đường bờ biển chạy dài theo hướng Đông Bắc – Tây Nam nằm trong khu nhiệt đới gió mùa. Thuỷ triều thuộc loại nhất triều đều, biên độ triều trung bình 2,5 ÷ 3,5 m, lớn nhất là 4 m. Dòng nhật triều chiếm ưu thế với tốc độ trung bình đạt 0,3 ÷ 0,4 m/s, hướng thịnh hành ở ven bờ là Đông Bắc và Tây Nam. Dòng triều đạt tốc độ lớn nhất thường trùng với thời điểm nước dâng ở độ cao trung bình đạt 0,6 ÷ 0,8 m/s. Đây chính là một trong những nhân tố có vai trò đáng kể trong việc hình thành bãi triều, lạch triều ở vùng đất ven bờ. Hơn nữa đây là vùng biển hở chịu ảnh hưởng của gió hướng gió Bắc, Đông Bắc vào mùa đông và hướng gió Đông, Đông Nam vào mùa hè đã chi phối chế độ sóng trong vùng có hướng thống trị trong năm là sóng Đông Bắc, sóng Đông và sóng Đông Nam. Các hướng sóng này đều có điều kiện phát triển mạnh do mặt biển thoáng và đà sóng dài. Về hình thái bờ biển, các sóng Đông Bắc và Đông Nam có hướng đổ xiên với đường bờ một góc 45 ÷ 500 , còn sóng Đông gần như đổ vuông góc với bờ. Đây chính là những nhân tố tạo ra dòng chảy ven bờ và áp lực sóng vỗ bờ khá lớn.

Động lực thống trị trong sự hình thành và phát triển bãi bồi ven biển cửa sông ở đây là các yếu tố sông: lưu lượng dòng chảy, lượng bùn cát…được sự tác động tích cực của các yếu tố biển : sóng, thuỷ triều,dòng ven bờ…để thành tạo nên các bar đảo cửa sông, bar ven cửa sông tiếp đến là sự thành tạo các val, doi chạy dọc bờ được bắt đầu từ cửa sông (do sự mài mòn, san phẳng của các bar, đảo cửa sông). Các thành tạo này được sự hỗ trợ của rừng ngập mặn cộng với sự gia tăng bồi tích liên tục của sông, kết hợp với yếu tố triều, dòng triều nằm sau các bar, val, doi cát. Tốc độ dòng chảy



- 84 -

cửa sông giảm dần từ ngưỡng dưới của sông ra đến biển. Và ở khoảng 5 ÷ 8 km tốc độ dòng chảy gần như triệt tiêu. Tốc độ giảm nhanh làm lắng đọng các hạt bùn cát tạo thành các cồn cát ngầm chắn trước cửa sông và các bãi bồi ở hai bên cửa sông. Tại cửa Đáy bãi chắn có dạng hình vòng cung và cách bờ từ 5 ÷ 8 km. Cùng với sự hình thành bãi chắn và bãi bồi hai bên cửa sông là sự hình thành các lạch triều có hướng dòng chảy song song hoặc hơi xiên góc với đường bờ. Đây là giai đoạn đầu tiên của chu trình phát triển kéo dài cửa sông.

Giai đoạn tiếp theo bãi chắn cửa sông được phát triển mở rộng và cao dần lên khỏi mặt nước. Dòng chảy sông bị chặn buộc phải phân nhánh về hai phía cửa sông. Cùng với thời gian và các điều kiện ngoại sinh mà một trong các nhánh trở thành nhánh chính. Đây là giai đoạn cửa sông phân nhánh. Các nhánh này được phát triển kéo dài cùng với sự lớn dần các bãi bên và bãi chắn. Đồng thời sức cản động năng trong các lạch cũng ngày một tăng dần lên, làm giảm khả năng thoát lũ trong mùa lũ và xâm nhập mặn trong mùa kiệt vùng cửa sông. Bão là hiện tượng cực đoan ở vùng cửa sông khu vực biển Kim Sơn. Bão thường gây ra sóng to, mưa lớn, nước dâng với sức công phá rất lớn. Những trận lũ lớn đã kết hợp với bão và thuỷ triều đã chọc thủng bãi chắn, dòng chảy sông băng thẳng ra biển. Bãi chắn được bồi cao thêm ở phía đuôi bãi, các bãi bồi hai bên cửa sông được bồi cao và mở rộng thêm, các lạch ngang thu hẹp và nông dần, tạo thành một vùng đất mới và đường bờ biển mới. Trước các cửa sông lại hình thành các bãi ngầm chắn cửa mới và bắt đầu một chu kỳ phát triển cửa sông mới.

Các nhà khoa học nghiên cứu bằng các bình đồ đo đạc từ năm 1939 tới nay cho thấy chu kỳ phát triển bar và kéo dài cửa sông vùng biển Kim Sơn kéo dài trong 36 năm.

Tuy nhiên điều băn khoăn là ảnh hưởng của công trình thuỷ điện Hoà Bình trên sông Đà đến diễn biến cửa Đáy, cửa Ba Lạt và sự ổn định của các cồn. Sau khi đập Hoà Bình điều tiết, lượng bùn cát giảm đi đáng kể. Lượng bùn cát do xói sâu lòng sông cũng không thể bù đắp được lượng bùn cát bị lắng đọng trong hồ chứa. Song những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng trong vòng 50 năm tới hiện tượng lan truyền xói sâu do đập Hoà Bình còn cách xa khu vực cửa Đáy, cửa Ba Lạt , và hai cửa sông này ít chịu ảnh hưởng của công trình Hoà Bình.

8.3 Xu thế biến động bãi bồi ven biển Kim Sơn

Theo nguyên tắc phân loại đất ngập nước của Cowardine, công ước Ramsa có thể phân loại bãi bồi ven biển Kim Sơn theo độ cao như sau:

- Bãi bồi ngập triều cao: có cao độ từ 0 lục địa đến mực nước triều cao nhất



- 85 -

- Bãi bồi ngập triều thấp có cao độ từ 0 lục địa đến mực nước triều thấp nhất 0 hải đồ

- Bãi bồi thường xuyên ngập nước có độ cao từ mực triều thấp nhất đến đường đẳng sâu 6 m.

Với cách phân loại trên bước đầu tính toán kiểm tra hiện trạng đất bồi ven biển Kim Sơn. Sử dụng các tài liệu đã công bố: bản đồ UTM do Hải quân Mỹ thành lập trên cơ sở ảnh vệ tinh và ảnh máy bay được Cục bản đồ Việt Nam xuất bản vào những năm 1978-1984 ở tỷ lệ 1: 50.000, ranh giới địa chính tỉnh năm 1995, cùng với các kết quả thu thập được qua các đợt khảo sát thực địa của Viện Địa lý, diện tích vùng bãi bồi Kim Sơn theo từng loại như sau:

Bảng 8.1 : Diện tích đất bãi bồi ven biển Kim Sơn (ha)

Bãi triều cao

Bãi triều thấp

Ngập thường xuyên

Tổng diện tích

Chiều dài bờ biển

Kim Sơn 2348,4 2586,8 3149,0 8084,2 17,7

8.3.1 Vận động bùn cát khu vực cửa sông

Trong môi trường nước, động lực vận chuyển bùn cát là dòng chảy. Do đó, tương tự như dòng chảy, cơ chế vận chuyển bùn cát ở cửa sông diễn ra phức tạp và diễn biến theo mùa phụ thuộc vào chế độ dòng chảy, sóng – gió ven bờ và thuỷ triều ở cửa sông.

Nguồn bùn cát chính cung cấp cho vùng cửa sông là từ sông ngòi đưa ra và phần lớn được vận chuyển vào mùa lũ ở các trạng thái lơ lửng, di đẩy và bán di đẩy. Trong đó lượng bùn cát lơ lửng chiếm tới 75 – 85 % với các cấp cỡ hạt nhỏ và mịn (d < 0,05 mm). Khối lượng bùn cát lơ lửng, một phần tham gia vào quá trình lắng đọng dọc lòng dẫn và val bãi cửa sông, một phần lớn khác được dòng nước ngọt tải ra xa bờ, phân phối lại dọc ven biển và bồi tụ ở những nơi có điều kiện động lực xảy ra yếu. Trong khi đó bùn cát di đẩy và bán di đẩy chủ yếu gồm các cỡ hạt nặng và thô hơn, chuyển dịch chậm dần theo dòng nước ra phía cửa sông dưới dạng sóng cát, có vai trò trong quá trình thành tạo địa hình val bãi ven bờ - cửa sông.

Hướng vận chuyển của dòng bồi tích thống trị trong năm dọc ven bờ, có hướng Bắc – Nam. Với hướng vận chuyển trên cho thấy dòng bồi tích ven bờ thống trị trong năm phân bố tương đối phù hợp với quy luật phát triển của đường bờ.

Kết quả tính tổng lượng bùn cát vận chuyển dọc ven bờ cửa sông Đáy:



- 86 -

Bảng 8.3 - Kết quả tính tổng lượng bùn cát vận chuyển ven bờ cửa sông trong năm theo mùa hè, mùa đông và cả năm của ven biển cửa Đáy (106 m3)

Bãi triều cao

Hướng vc bùn

cát

Bãi triều thấp

Hướng vc bùn

cát

Bãi ngầm

Hướng vc bùn

cát

Khu bờ

Mùa hè 0,441 → 0,576 → 2,350 → 3,367 Mùa đông 0,201 ← 0,262 ← 1,069 ← 1,532 Cả năm 0,241 → 0,314 → 1,282 → 1,837

(Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc bộ Việt Nam, 2006)

Chú giải:

→ Sông mang ra

← Biển đưa vào

Ngoài quy luật vận chuyển theo mùa trong chu kỳ ngày đêm, dòng bồi tích cũng biến thiên mạnh nhờ dòng triều: Khi triều rút dòng bồi tích hướng về phía Nam, còn khi triều lên thì ngược lại hướng về phía Bắc.

Để xác định lượng bùn cát tham gia thành tạo bãi bồi cửa sông ven biển Kim Sơn có thể sử dụng phương trình cân bằng bùn cát ở cửa sông, có dạng:

Ws + WB – Wy ± Wbđ ± Wbc ± Wđb = 0 (8-1)

Trong đó:

Ws - Lượng bùn cát sông

WB - Lượng bùn cát biển được đưa vào vùng cửa sông.

Wy - Lượng bùn cát vận chuyển ra khỏi vùng cửa sông.

Wbđ - Lượng bùn cát xói (+), bồi (-) ở vùng cửa sông

Wbc - Lượng bùn cát xói (+), bồi (-) ở vùng biển cửa sông

Wđb - Lượng bùn cát xói (+), bồi (-) ở bề mặt đồng bằng

Trong đó lượng bùn cát tham gia vào quá trình thành tạo bãi bồi cửa sông xác định bằng hiệu số của (Ws + WB) - Wy (8-2)

Với giả thiết rằng trung bình nhiều năm dòng sông ở các vùng cửa sông Đáy là ổn định, tỷ lệ giữa bồi lắng và xói lở là cân bằng, thì lượng bùn cát trung bình đổ ra ở cửa sông được xác định bằng các số liệu thuỷ văn thực đo hàng năm tại các trạm thuỷ văn.



- 87 -

Bảng 8.4 - Lượng bùn cát trung bình năm đổ ra biển tại cửa sông Đáy

Tổng lượng bùn cát sông mang ra (x 106 tấn) Tên cửa sông Năm (100%) Mùa lũ (91,6%) Mùa kiệt (8,4%)

Cửa Đáy 2,577 2,361 0,216

Từ kết quả lượng bùn cát trung bình đổ ra ở cửa sông Đáy trong bảng 7.4 và kết quả tính lượng bùn cát tham gia vào dòng bồi tích dọc bờ của cửa sông Đáy ở bảng 7.3, căn cứ vào công thức (7.2) cho phép xác định lượng bùn cát tham gia thành tạo bãi bồi ở cửa sông Đáy

Bảng 8.5 - Lượng bùn cát tham gia vào thành tạo bãi bồi tại cửa sông Đáy

Tổng lượng bùn cát sông tham gia thành tạo bãi (x 106 tấn) (+)bồi, (-) xói

Tên cửa sông Năm Mùa hè Mùa đông Cửa Đáy + 17,475 + 14,232 +3,154

Qua nghiên cứu đã được công bố, tốc độ phát triển bãi bồi cửa sông Đáy được thể hiện trong bảng sau

Bảng 8.6 - Tốc độ phát triển bãi bồi cửa sông Đáy

Thời gian (năm)

Diện tích được bồi

(km2)

Chiều dài đường bờ

bãi bồi

Diện tích bãi bồi TB

năm (km2/năm)

Tốc độ phát triển bãi bồi

TB năm (m/năm)

1940-1965 60 26 2,4 92,3 1965-1990 3 25,5 0,12 4,7 1990-1995 15 24,5 3,00 122,4

Cửa Đáy

1940-1995 78 25,2 1,42 56,3

Trong đó, tốc độ phát triển bãi bồi được tính theo các giá trị diện tích được bồi hàng năm trên chiều dài đường bờ bãi bồi cửa sông. Chiều dài đường bờ bãi bồi được xác định bằng giá trị trung bình của chiều dài đường bờ bãi bồi của năm đầu và năm cuối khoảng thời gian xác định. Diễn biến tốc độ phát triển bồi xói cửa sông thay đổi khá phức tạp, phụ thuộc hoàn toàn vào lượng bồi tích sông mà lượng bồi tích sông lại phụ thuộc vào lưu lượng nước.

Do vậy có thể nói tốc độ phát triển bãi bồi cửa sông chịu sự chi phối sâu sắc của chế độ thuỷ văn sông, mà trực tiếp là thời kỳ nhiều nước hoặc ít nước, gián tiếp là các nhiễu động của khí hậu và sự can thiệp mạnh mẽ của con người ( chặt phá rừng đầu nguồn, xây dựng các công trình trị thuỷ, dân sinh…trên lưu vực)



- 88 -

8.3.2 Diễn biến xói bồi

Vùng bãi bồi Kim Sơn là khu vực bồi tụ ổn định và nhanh nhất ven biển cửa sông Đồng bằng Bắc bộ. Tốc độ bồi tụ lấn biển ở đây gần tương đương với tốc độ quai đê lấn biển qua nhiều năm. Sau đây là một vài số liệu về tốc độ bồi tụ:

Từ 1470 đến 1998: trung bình 46 m/năm

Từ 1832 đến 1982: trung bình 55 m/năm

Từ 1958 đến 1998: trung bình 60 m/năm.

Tốc độ lớn nhất ghi nhận được vào những năm 1937 – 1958 là 100 m/năm. Tính chung cho một thế kỷ tốc độ bồi tụ tại đây ≈ 55 m/năm.

Hình dạng đường mép bãi 0 hải đồ thay đổi nhiều năm qua. Nói chung đường này không lấn ra biển về phía Nam mà dịch về phía Tây Nam. Theo bản đồ năm 1941 thì mặt cắt Bắc - Nam bãi rộng 10,5 km, nay chỉ còn 3 – 4 km, do từ việc quai đê liên tục ở phần bãi nổi cao. Sự thay đổi đường 0m hải đồ từ cửa Đáy lên phía Bắc là do uốn dòng và sự chuyển cửa sông gây ra.

Qua các nghiên cứu đã tính toán thấy rằng gần 50 năm qua, đường MBTB lấn ra liên tục với tốc độ 100 m/năm về phía Nam. Đường 0m hải đồ bồi tụ 48 ÷ 83 m/năm về phía Tây Nam và xói lở 14 ÷ 41 m/năm ở rìa Đông Nam.

8.3.3 Xu thế biến động đất bồi cửa sông Đáy

Khu vực Kim Sơn nằm trên nền tân kiến tạo thuộc loại nâng yếu, tuy nhiên trong đệ tứ bị võng hạ với tốc độ 0,05 – 0,06 mm/năm (Nguyễn Cẩn, 1989). Mép bãi bồi tụ nhanh về phía Tây Nam và xói lở về phía Đông Nam. Phần bãi nổi trên Mực nước trung bình liên tục bồi lấn, mở rộng về phía biển, với tốc độ lớn 80 – 100 m/năm, xu thế chung ở đây là bồi tụ mạnh trong cả quá khứ, hiện tại và tương lai gần. Ở đây tốc độ triều lên lớn hơn tốc độ triều rút, thuận lợi cho bồi tụ bãi. Tuy nhiên, các đặc điểm của bãi nhất là phần bãi thấp về hình thái là rất biến động. Sự phát triển bãi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó sự thay đổi hình dạng và hướng đổ của cửa sông Đáy có vai trò lớn mà một phần là do hoạt động nội lực của sông. Hàng năm có khoảng 30.106 tấn bồi tích và 32 tỷ m3 nước vận chuyển qua cửa sông Đáy đổ ra biển, về phía mùa mưa lượng bồi tích này phân tán xa bờ 12 km. Ngoài ra hệ thống đê do con người tạo ra có ảnh hưởng lớn đến đường bờ tự nhiên và xu hướng phát triển bãi bồi. Phía cửa Càn mép bãi mở rộng nhanh nhưng phần nổi cao của bãi lại bồi tụ chậm, có thể còn bị bào mòn (chỗ hai đoạn đê vỡ), chính do sự bồi tụ nhanh ở mũi đất cao phía cửa Đáy hiện nay và đường đê đắp lấn nhanh dạng mũi ở đây đã cản dòng bồi tích sông Đáy sang phía tây bãi. Xu thế hiện nay có thể tạo cho phía Tây bãi bồi trở thành trũng thấp.



- 89 -

Dự đoán trong một khoảng chu kỳ 30 – 40 năm nữa, khi cửa Đáy lại mở về phía Đông Bắc, cồn “Mờ” sẽ nổi cao, cửa chính hiện nay nông, hẹp lại thì khu phía Tây bãi bồi mới nổi cao trên Mực nước trung bình. Với xu thế và tốc độ bồi lấn như hiện nay, dự kiến khoảng 15 -20 năm nữa, đường MBTB sẽ mở rộng đến vị trí đường 1,1 m/0m hải đồ hiện nay và diện tích bãi bồi nổi cao trên MBTB lúc đó sẽ gần 2500 ha (0m hải đồ) tiếp tục mở rộng về phía Tây Nam, cồn “Mờ” nhô cao trên mức 0m hải đồ.

Như vậy, bãi bồi ngập triều vùng biển Kim Sơn có điều kiện bồi tụ thuận lợi do địa hình ngầm nông, bãi thoải, khu vực này có tốc độ bồi tụ nhanh và ổn định nhất dải ven biển Đồng bằng Bắc bộ, tốc độ bồi tụ gần tương đương với tốc độ quai đê lấn biển. Các hoạt động dân sinh có vai trò quan trọng đối với sự phát triển vùng triều, đặc biệt trong thế kỷ qua việc quai đê lấn biển đã đẩy nhanh đường bờ ra phía biển, tạo ra các cung lồi nhô ra biển làm thay đổi hẳn hình dạng bờ và cấu trúc dòng bồi tích ở ven bờ sông Đáy.



- 90 -

CHƯƠNG 9

TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI HÌNH TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BÃI BỒI VEN BIỂN KIM SƠN

Bãi bồi Kim Sơn ẩn chứa nhiều tài nguyên thiên nhiên có thể khai thác phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội. Việc nghiên cứu đánh giá đầy đủ các nguồn tài nguyên và thực trạng sử dụng các loại hình tài nguyên đó có ý nghiã quan trọng là cơ sở quy hoạch quản lý và sử dụng một cách đúng đắn và hợp lý các dạng tài nguyên thiên nhiên đã có. Trong khuôn khổ nghiên cứu của đồ án chỉ tập trung xem xét 5 dạng tài nguyên thiên nhiên quan trọng, ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của vùng bãi bồi Kim Sơn, đó là : tài nguyên khí hậu, đất, nước, khoáng sản và tài nguyên sinh vật.

9.1 Tiềm năng các loại hình tài nguyên thiên nhiên bãi bồi ven biển Kim Sơn

9.1.1 Tài nguyên khí hậu

Trong những năm gần đây, vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường là một trong những vấn đề hàng đầu được đặt ra trong hầu hết các dự án phát triển của bất cứ lãnh thổ nào. Chính vì vậy, hướng nghiên cứu đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên của các vùng lãnh thổ khác nhau ngày càng được chú trọng và phát triển ở nước ta. Việc xem xét điều kiện khí hậu nhất là sinh khí hậu như một tài nguyên phục vụ cho mục đích đánh giá tổng hợp, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên và quy hoạch các vùng lãnh thổ khác nhau mang tính cấp thiết. Nghiên cứu khí hậu có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng khi xác định và bố trí cơ cấu cây trồng nông, lâm nghiệp hợp lý trên cơ sở đánh giá mức độ phù hợp của điều kiện sinh khí hậu đối với nhu cầu sinh lý, sinh thái của các loại cây trồng vật nuôi.

Khí hậu huyện Kim Sơn thuộc loại sinh khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng, có mùa lạnh dài 2 tháng, mưa vừa, mùa khô trung bình. Chi tiết được nêu trong chương 2. Với loại hình khí hậu này, vùng bãi bồi Kim Sơn khá thuận lợi cho việc nuôi trồng thuỷ hải sản cũng như tổ chức gieo trồng lương thực, thực phẩm trên cơ sở quai đê lấn biển cải tạo đất.

9.1.2 Tài nguyên đất

Bãi bồi ven biển là những vùng đất mới, luôn luôn biến động dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và con người. Đây là vùng đất tiềm năng của huyện cũng như tỉnh Ninh Bình, nếu biết khai thác hợp lý sẽ mang lại giá trị kinh tế vô cùng to lớn. Nhưng nếu khai thác không hợp lý, không phù hợp với quy luật tự nhiên thì sẽ để lại hậu quả và tác hại to lớn.



- 91 -

Đất bồi ven biển Kim Sơn chủ yếu do phù sa sông Hồng mang lại nên rất màu mỡ. Đất có bản chất nâu tươi, có phản ứng trung tính hoặc ít chua, hàm lượng Ca++ cao, có sự phối hợp hài hoà giữa các cấp hạt, tỷ lệ sét 20 ÷ 30% cùng với tỷ lệ limon thích hợp chiếm khoảng 50% làm cho tỷ lệ cấu tượng viên bền trong nước rất cao (75%). Đây là loại đất thành phần cơ giới thịt trung bình, pH trung tính 6,5 ÷ 6,7, giàu cation kiềm thổ, khả năng trao đổi cation 14 ÷ 25 lđl/100g đất, hàm lượng hữu cơ trung bình 1,3 ÷ 2, trung bình đạt 0,12% đấu giầu lân, kali tổng số và dễ tiêu, độ ẩm trung bình đạt trên dưới 18% (sức giữ nước tối đa từ 32 ÷ 35 %)

9.1.3 Tài nguyên khoáng sản

Tại khu vực ven biển Kim Sơn hầu như không có tài nguyên khoáng sản, chỉ có trong diện tích sình lầy như vùng nông trường Bình Minh, vật chất hữu cơ cũng như điều kiện địa chất - địa mạo thích hợp để có thể tạo thành than bùn, tuy nhiên do tác động của con người nên than bùn đã không thành tạo được.

9.1.4 Tài nguyên nước mặt

a. Đặc điểm nguồn nước

Vùng ven biển Kim Sơn có đặc điểm quan trọng là lượng nước nhận được chủ yếu là từ thượng nguồn đưa về còn nguồn nước tại chỗ không đáng kể. Tổng lượng mưa năm tại đây khoảng 386 triệu m3 nước

Mùa kiệt nước trong sông rất ít, nguồn nước được duy trì chủ yếu do nước ngầm cung cấp, nên tạo điều kiện cho nước triều xâm nhập vào sâu trong đất liền. Vì vậy vùng cửa sông ven biển mùa kiệt chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ văn biển mạnh hơn thuỷ văn sông. Các cửa sông là nơi gặp gỡ giữa nước sông và nước biển, sự tương tác động lực giữa nước sông và nước biển diễn ra liên tục theo chu kỳ triều. Tuy lưu lượng dòng triều không trực tiếp sử dụng được cho nông nghiệp, dân sinh và công nghiệp nhưng dòng triều đã tạo ra thế nước để các công trình thuỷ lợi có thể hớt phần nước ngọt phía trên của dòng triều để đưa vào sử dụng (khi triều lên) và tiêu nước khi triều rút. Đồng thời thế nước thuỷ triều cũng là một yếu tố quan trọng trong giao thông thuỷ ở vùng cửa sông ven biển. Vì vậy có thể xem thuỷ triều là một dạng tài nguyên nước mặt.

Qua phân tích trên có thể thấy, tài nguyên nước mặt của vùng rất dồi dào tuy nhiên bị nhiễm mặn và chiếm một tỷ lệ khá lớn. Nguồn nước ngọt cung cấp cho sản xuất tưới tiêu và sinh hoạt gặp nhiều khó khăn.

Nguồn nước mặt ở đây rất thích hợp cho nuôi trồng thủy - hải sản có thể coi là ngành kinh tế mũi nhọn để phát triển kinh tế tại vùng. Vì vậy vấn đề đặt ra đối với việc



- 92 -

sử dụng có hiệu quả của nguồn nước mặt là hạn chế tối đa các hoạt động làm gây ô nhiễm nguồn nước của các ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ…

b. Môi trường nước

Môi trường nước mưa

Nước mưa có độ khoáng dao động từ 20 ÷ 160 mg/l. Theo các tài liệu phân tích thành phần nước mưa của Nguyễn Toàn Thắng, Bùi Đạt Trâm thì thành phần ion chủ yếu của nước mưa bao gồm: Cl-, SO4

-2, HCO3-, NO3

-, Na+, K+, Ca+2, Mg+2…

Nhìn chung nguồn nước mưa ở vùng ven biển Kim Sơn chưa bị nhiễm bẩn, là nguồn nước có thể sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt.

Môi trường nước mặt

Môi trường nước ven biển Kim Sơn có thành phần hoá học rất đa dạng do nó không những phụ thuộc vào thành phần nước sông, nước biển mà còn phụ thuộc vào cả chế độ dòng chảy trong sông và chế độ thuỷ triều vùng biển. Mặt khác sự tương tác giữa nước mặn và nước ngọt đã hình thành những barie địa hoá làm cho các thành phần của nước vùng cửa sông bị biến đổi. Đồng thời sự hoạt động kinh tế mạnh mẽ của con người ở vùng cửa sông đã gây ra những tác động ảnh hưởng đến môi trường nguồn nước.

Qua các tài liệu khảo sát của Phân viện Tài nguyên nước và Môi trường, Viện Địa lý thực hiện có thể đánh giá về chất lượng nước dải ven biển như sau:

* Nhiệt độ:

Nhiệt độ là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình hoá lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng lớn đến đời sống các vi sinh vật, vi khuẩn trong nước. Nhiệt độ của nước thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ không khí.

Vùng ven biển Kim Sơn nằm trong khu vực gió mùa có mùa đông lạnh, sự chênh lệch nhiệt độ giữa mùa đông và mùa hè rõ rệt.

Nhiệt độ nước về mùa đông có xu thế tăng dần từ trong sông ra ngoài khơi từ 18 – 210 vì thường mùa đông nhiệt độ nước trong sông thấp hơn nhiệt độ nước biển. Gradient nhiệt độ nước trong sông thấp hơn nhiệt độ nước biển. Gradient nhiệt độ đạt 0,10 theo xu thế nhiệt độ giảm dần trong mùa đông khi tiến sâu vào trong sông và đạt 180 tại ngưỡng cửa sông.

Mùa hè nhiệt độ nước dao động từ 27 ÷ 290 thay đổi theo xu thế ngược lại: giảm dần từ trong sông ra biển, do mùa hè nước biển có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nước sông. Sự chênh lệch này là không đáng kể .



- 93 -

* Độ đục nước biển:

Độ đục nước biển biểu hiện mức độ ngăn trở ánh sáng xuyên qua do các chất lơ lửng gây ra. Nước có độ đục lớn chứng tỏ có chứa nhiều cặn bẩn. Độ đục làm giảm khả năng quang hoá trong nước, dẫn đến các tầng sâu bên dưới có hiện tượng yếm khí sinh ra các chất khí độc hại có ảnh hưởng xấu đến môi trường.

Độ đục vùng bãi biển cửa sông Đáy khá lớn, thay đổi theo mùa và phân bố phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Mùa đông:

Lòng dẫn cửa sông độ đục, dao động từ 100 ÷ 140 mg/l theo quy luật tăng dần về phí biển cho tới ngưỡng cửa sông. Tại ngưỡng cửa sông độ đục có thể đạt đến giá trị lớn hơn 150 mg/l.

Vùng cửa sông từ ngưỡng cửa sông đến độ sâu 5 m về phía biển độ đục giảm đi một cách rõ rệt. Từ độ sâu 10 m trở ra độ đục thường nhỏ hơn 100 mg/l.

Mùa hè:

Mùa hè độ đục thay đổi rất phức tạp, dao động từ 100 ÷ 550 mg/l

Do lượng nước và lượng phù sa mùa này trong sông đưa ra lớn nên dòng nước đục đưa ra khá xa, nhất là khi thuỷ triều xuống dòng phù sa ra tới trên 10 km. Tại đây độ đục có thể đạt tới 150 mg/l, có khi lớn hơn. Ngoài độ sâu 10 m độ đục giảm đi đáng kể nhưng cũng có nơi đạt được 100 mg/l.

* Độ pH

Độ pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của sinh vật. Cần xác định giới hạn pH trong đó sinh vật có thể phát triển. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố phải xem xét trong quá trình đông tụ hoá học, sát trùng làm mềm nước và kiểm soát ăn mòn.

Độ pH của khu vực nghiên cứu biến thiên từ 6,5 ÷ 8,5 thuộc loại kiềm yếu là khoảng thích hợp cho các sinh vật. Nói chung pH trong khu vực nằm trong giới hạn cho phép.

* Độ mặn

Vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ triều của biển nên nước bị nhiễm mặn. Độ mặn của vùng cửa sông có xu thế giảm dần từ ngoài biển vào sâu trong cửa sông, và thay đổi rõ rệt theo mùa.

Mùa kiệt nước sông ít, thuỷ triều vào sâu trong sông làm độ nhiễm mặn của nước sông tăng. Mùa lũ nước chảy mạnh đẩy nước biển ra cửa sông, độ mặn sông giảm đi



- 94 -

đáng kể. Tại cửa sông Đáy độ mặn đo được vào mùa đông thay đổi từ 0,06 ÷ 9,4 %0 , tăng dần từ trong sông ra biển.

* Nồng độ oxy hoà tan (DO), nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) và nhu cầu oxy hoá học ( COD)

Tất cả các sinh vật đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng nào đó để duy trì các quá trình trao đổi chất để sinh sản và phát triển. DO là yếu tố quyết định các quá trình phân huỷ sinh học, các chất ô nhiễm diễn ra trong điều kiện háo khí hay yếm khí. Nếu phân huỷ do các vi sinh vật yếm khí thực hiện thì sẽ tạo ra các sản phẩm có tính độc hại. Còn sự phân huỷ do vi sinh háo khí thực hiện thì sản phẩm tạo ra thường không độc hại. Muốn sinh vật háo khí chiếm ưu thế chiếm ưu thế trong hoạt động phân huỷ thì phải tạo được điều kiện háo khí.

Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện háo khí. Do đó lượng oxy tiêu hao trong quá trình oxy hoá sinh học và lượng chất hữu cơ có mối liên hệ chặt chẽ, vì vậy BOD là một chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm môi trường nước, nó thể hiện cường độ ô nhiễm của các chất thải sinh hoạt và công nghiệp được xả vào nguồn nước tiếp nhận nước thải .

Nhu cầu oxy hoá học (COD) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoàn toàn chất hữu cơ bẳng chất ôxy hoá mạnh tính bằng mg/l. Do đó COD cũng là một yếu tố để đánh giá ô nhiễm môi trường nước

- Nồng độ oxy hoà tan: hàm lượng oxy hoà tan trong nước thay đổi rất mạnh mẽ theo thời gian trong năm, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là nhiệt độ nước. Mùa đông, nhiệt độ thấp, hàm lượng oxy hoà tan trong nước đạt mức trung bình DO = 3,3 ÷ 14,1 mg/l. Mùa lũ lượng oxy hoà tan đạt mức thấp nhất, trung bình từ 0,6 ÷ 2,5 mg/l. Do vào mùa này lượng phù sa lơ lửng trong nước lớn, hơn nữa khi nhiệt độ tăng quá trình phân huỷ sinh học của các chất ô nhiễm dưới tác dụng của các vi khuẩn háo khí của lớp nước trên mặt hoạt động mạnh làm tiêu hao một lượng lớn oxy hoà tan trong nước.

- Nồng độ BOD5: nồng độ BOD5 nhìn chung có giá trị nhỏ, phần lớn từ 1 ÷ 3,64 mg/l. Nồng độ BOD5 thay đổi theo thời gian trong năm: về mùa lũ, giá trị BOD5 khá lớn tuy nhiên nhỏ hơn so với mùa đông.

- Nồng độ COD : nồng độ COD xác định được thường < 10 mg/l, nằm trong giới hạn cho phép.



- 95 -

* Các thành phần hoá học khác

Bảng 9.1 - Các thành phần hoá học khác trong nước vùng bãi bồi Kim Sơn

Nhóm các cation và

anion chủ yếu

Nhóm các yếu tố kim loại nặng

Nhóm các hợp chất hữu cơ

Na+, Mg+2, Ca+2, K+, Cl-

,SO4-2, CO3

-2 HCO3

-,

Fe, Zn, Cu, Al, As, Ag NH4

+

NO3- NO2

-

- Lớn hơn nhiều so với nước sông. - Mùa lũ nhỏ hơn mua kiệt.

- Nồng độ nhỏ, - Mùa kiệt có nồng độ lớn hơn → Đảm bảo yêu cầu sử dụng nước

- Mùa kiệt: 0,1 mg/l - Mùa lũ : 0,27 mg/l → Chưa bị nhiễm bẩn NH4

+

- Mùa kiệt: 0 ÷ 0,5 mg/l - Mùa lũ : 0,03 ÷ 0,32 mg/l → Chưa bị nhiễm bẩn NO3

-

- Mùa kiệt: 0 ÷ 0,1 mg/l - Mùa lũ : 0,028 ÷ 0,1 mg/l → Bắt đầu có dấu hiệu nhiễm bẩn

Tóm lại : Chất lượng nước sông, biển vùng cửa sông Đáy, ven biển Kim Sơn chưa bị ô nhiễm, có đủ điều kiện cung cấp cho các hoạt động, nông, ngư nghiệp, phát triển kinh tế vùng.

9.1.5 Tài nguyên nước ngầm

Trữ lượng khai thác tiềm năng nước ngầm khu vực Kim Sơn, Ninh Bình là 316.055 m3 / ngày.

Tuy nhiên chất lượng nước ngầm tại đây có chất lượng không cao, các giếng khoan sâu vài chục mét phổ biến là loại nước có chất lượng kém. Nước thường có màu vàng phớt, mùi tanh sắt, được lấy từ lớp cát hạt trung bình màu vàng dày 20 ÷ 30 m nằm trên lớp sét gắn kết chặt.

Thành phần hoá học của nước ngầm, lấy mẫu tại nhà khách UBND huyện Kim Sơn, giếng khoan 101 m được biểu diễn bởi công thức Cuôclôp như sau:

101373

32771

284.1 CaMgNaHCOCl

M

Nhìn chung chất lượng nước dưới đất của khu vực Kim Sơn không tốt lắm về tính chất vật lý, hàm lượng sắt hơi cao.



- 96 -

9.1.6 Tài nguyên sinh vật

Thảm thực vật: Gồm 3 loài cây trồng chiếm diện tích chủ yếu là: Vẹt, cói, sậy, ngoài ra bãi triều còn có cỏ ngạn mọc tự nhiên, ô rô, cóc kèn. Vùng trong đê Bình Minh II có cây lấy gỗ: Bạch Đàn, cây ăn quả... (vẹt 800 ha, cói 100 ha...).

Nguồn lợi thủy sản: Gồm có thực vật nổi, có các loại tảo khuê, tảo gấp; động vật nổi có tôm bột, cá bột, lưỡng trúc, chân chèo...; sinh vật đáy và nhuyễn thể có ngao, vọp, sò huyết... Theo kết quả khảo sát cho thấy: Hai loài đặc sản ngao, vọp có phân bố ở bãi triều có độ sâu 0 m hải đồ cho tới 1,5 m trên 0 m hải đồ. Mật độ của vọp có nơi tới 80 con/m2. Nguồn lợi ngao vọp có trữ lượng khá lớn, lại phân bố tập trung thành bãi thuận lợi cho việc khai thác. Tuy nhiên thời gian khai thác được phụ thuộc vào ngày nước thuỷ triều và mùa vụ. Thường thì một tháng chỉ có 6 – 10 ngày (những ngày triều cường) và một năm chỉ có 6 tháng là khai thác thuận

Riêng tôm cá giống gồm có: Tôm rảo, tôm moi, tôm rui, tôm càng... mùa mưa có 36,5 con/m3 hàng năm có 150 ngày có thể mở cống lấy giống tôm, năng suất tôm rảo khai thác tự nhiên100-120 kg/ha/năm. Ngoài tôm còn có cua rèm năng suất tự nhiên 30 - 50 kg/ha, cá giống có bống trắng, cá trích, cá cơm... ngoài ra còn có cá bớp xuất hiện tương đối nhiều. Vùng đất bùn, cát còn có con ngao và vọp có trữ lượng lớn phân bổ ở bãi triều cao độ +0m.

Các loài động vật khác có chim di cư về trú đông như: Ngỗng trời, vịt trời, còn có cò trắng, vạc, le le, mòng, két...

9.2. Hiện trạng khai thác sử dụng các dạng tài nguyên

9.2.1. Sử dụng tài nguyên khí hậu

Tài nguyên khí hậu ven biển Kim Sơn thuận lợi cho phát triển toàn diện các ngành sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp, công nghiệp. Tuy nhiên cho đến nay, việc sử dụng tài nguyên này mới được thực hiện một cách tự phát, theo kinh nghiệm của người dân, ý thức khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên khí hậu chưa được hình thành một cách đầy đủ.

• Đối với nông nghiệp

Nông nghiệp là một lĩnh vực sản xuất phụ thuộc nhiều vào thời tiết – khí hậu. Ả hưởng của khí hậu thể hiện trước hết ở vau trò của nó trong việc xác định cơ cấu cây trồng và thời vụ canh tác ở các vùng khác nhau. Tài nguyên khí hậu tại vùng rất thuận lợi cho việc phát triển nền nông nghiệp toàn diện, đa dạng.

Ven biển Kim Sơn thuộc khí hậu nhiệt đới có mùa đông lạnh. Chính sự tồn tại của mùa đông lạnh trên nền khí hậu nhiệt đới là nhân tố cơ bản quyết định cơ cấu cây



- 97 -

trồng và mùa vụ sản xuất nông nghiệp. Với mùa hè nóng kéo dài có thể canh tác nhiều vụ với các cây nhiệt đới khác nhau: lạc, đỗ, ngô, khoai…Khó khăn chủ yếu trong thời kỳ này là lụt bão và các đợt rét đầu mùa và cuối mùa. Bên cạnh đó thời tiết nóng ẩm mùa hè cũng có mặt bất lợi, nó là điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát triển. Trong mùa lạnh, khí hậu phù hợp phát triển các cây ôn đới và cận nhiệt đới. Trong mùa này cần chú ý tưới bổ sung cho cây trồng.

Ven biển thường có gió mạnh, vì vậy phải ưu tiên phát triển những giống cây có sức chịu đựng được bão tố, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật chắn gió, nhằm bảo vệ thảm cây trồng

Do chưa khai thác triệt để tiềm năng khí hậu nên việc chuyển đổi cơ cấu tại vùng nghiên cứu chưa thật mạnh mẽ. Trong 5 năm trở lại đây diện tích cũng như sản lượng trồng cây nông nghiệp: lúa, ngô, lương thực có hạt giảm mạnh.

• Đối với lâm nghiệp

Lâm nghiệp của huyện Kim Sơn nói chung, các xã ven biển nói riêng chưa được trú trọng phát triển.

• Đối với ngư nghiệp

Vùng bờ biển Kim Sơn có mùa nóng kéo dài từ cuối tháng 2 đến tháng 11, tương đối thuận lợi cho việc nuôi trồng các laọi hải sản nhiệt đới. Trong thực tế nghề này đã bắt đầu phát triển với năng suất tương đối cao

Khó khăn lớn nhất đối với ngư nghiệp ở đây là hoạt động của bão và gió mùa Đông Bắc. Mỗi cơn bão tràn đến thường làm cho nước biển dâng cao và sóng to, tàn phá mãnh liệt các khu vực nuôi trồng hải sản. Bên cạnh đó gió mùa Đông Bắc gây nên đợt giá rét, làm cho nhiệt độ biến động mạnh, là trở ngại lớn, làm gián đoạn việc nuôi trồng các loài cây con có nguồn gốc nhiệt đới. Vào các đợt bão, gió mùa Đông Bắc, các phương tiện đánh bắt đều phải đi tránh gió, làm giảm đáng kể sản lượng đánh bắt của ngư dân ven biển.

Mùa mưa cũng là mùa phát triển của tôm sú, tuy nhiên những trận mưa lớn không những gây ra sự phân tầng hàm lượng oxy hoà tan mà các yếu tố khác như nhiệt độ, p H, độ mặn trong nước các ao nuôi cũng thay đổi. Kết quả là sự thay đổi đột ngột nhiệt độ, độ mặn đã ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm sú và nếu trong môi trường p H chỉ đạt 4 ÷ 4,5 sẽ làm tôm sú bị chết.

Để phòng chống thiên tai, việc nuôi trồng hải sản cũng phải tiến hành theo thời vụ. Thời kỳ thuận lợi và an toàn nhất là từ tháng 4 đến tháng 6.



- 98 -

Để phát triển sản xuất với năng suất cao và bền vững, cùng với việc phòng chống thiên tai cần phải đầu tư vào khoa học kỹ thuật nuôi trồng, tạo môi trường sinh thái thuận lợi cho sự sinh trưởng của các sinh vật được nuôi.

• Đối với giao thông vận tải và công nghiệp

Các loại hình giao thông: đường bộ, đường sông, đường biển đều chịu ảnh hưởng của thời tiết. Đặc biệt với giao thông thuỷ phải đối phó với các cơn bão, giông, lốc. Do đó,cần trang thiết bị phao cứu nạn đề phòng khi bất trắc xẩy ra.. Đối với thông đường bộ, khó khăn lớn nhất là mưa lũ trong mùa hè – thu. Các trận mưa làm cầu đường hư hỏng, ách tắc giao thông.

Công nghiệp là lĩnh vực ít chịu ảnh hưởng của thời tiết nhất, tuy nhiên cần chú ý tới cấp công trình xây dựng đủ chống chọi với bão, và lựa chọn vật liệu phù hợp với thời tiết nóng ẩm kết hợp với hàm lượng muối cao.

9.2.2. Sử dụng tài nguyên đất

Đất bãi bồi của vùng ven biển Kim Sơn rất giàu dinh dưỡng và đa dạng đảm bảo cho năng suất sinh học cao. Tuy nhiên, việc khai thác sử dụng bãi bồi tại đây từ trước đến nay vẫn đang ở trạng thái tự nhiên, chưa có quy hoạch và đầu tư thích đáng.

Trước những năm của thập kỷ 80, nhân dân vùng ven biển Kim Sơn sử dụng đất bãi bồi chủ yếu để sản xuất lương thực, hoa màu, còn việc nuôi gia cầm và nuôi thuỷ sản ít được phát triển. Một công thức luôn được áp dụng trong thời gian này là: khoanh bờ, đắp vùng đưa nước ngọt từ vùng nội đồng ra để rửa mặn, bước đầu trồng cói lấn rừng ngập mặn, sau một thời gian khai thác, đất đã được cải tạo, đủ nước ngọt thì đưa lúa vào lấn cói.

Trong thời kỳ đổi mới, với cơ chế thị trường, nhu cầu về sản phẩm của thị trường tăng nên đã phát triển nuôi trồng thuỷ sản. Những bãi bồi trong đê, ngoài việc trồng lúa, cói, và chăn nuôi gia cầm, còn được tận dụng mặt nước để nuôi thuỷ sản nước ngọt và nước lợ. Những bãi bồi ngoài đê, cũng đã bước đầu được sử dụng để nuôi nhuyễn thể. Song do thiếu kinh nghịêm, trình độ kỹ thuật còn thấp, lại không có quy hoạch nên hiệu quả kinh tế ngày càng giảm, nhiều vùng đất ao đầm trở thành hoang hoá. Bên cạnh đó việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, phân bón với liều lượng cao đã gây ô nhiễm môi trường sinh thái cửa sông ven biển. Tình trạng dư thừa thuốc trong đất được nước mưa hoà tan đưa ra vùng triều làm ảnh hưởng đến điều kiện sinh sống của sinh vật và nhân dân trong vùng.

Nói chung, bãi bồi Kim Sơn trong quá trình khai thác và sử dụng đã cho nhiều kết quả tốt. Với phương thức trồng cói đã hình thành được các làng nghề thủ công chuyên sản xuất các sản phẩm chiếu cói, bao cói… như làng chiếu cói Ân Hoà, Phát



- 99 -

Diệm…Với phương thức nuôi trồng hải sản đã mang lại nhiều lợi ích kinh tế, giải quyết cho nhiều hộ nông dân vùng ven biển thoát cảnh nghèo túng. Tuy nhiên, việc sử dụng đất bồi tại đây vẫn chủ yếu dựa trên phương thức kinh nghiệm sản xuất truyền thống. Những năm gần đây, nhận thức được tầm quan trọng của vùng đất ngập nước và tài nguyên chứa trong nó, nên hiện nay chính quyền địa phương đã tập trung bảo vệ trồng lại rừng, hệ sinh thái đang được phục hồi. Khu vực phía Đông giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 thành lập khu kinh tế kiểu mẫu bước đầu đã cho một số kết quả tích cực.

Dựa trên niên giám thống kê huyện Kim Sơn năm 2006 có thể nêu lên một số hiện trạng sử dụng đất vùng bãi bồi Kim Sơn như sau:

Bảng 9.2 - Diện tích sử dụng đất bồi vùng ven biển Kim Sơn

STT Khu vực

Diện tích tự nhiên (ha)

Diện tích nuôi tôm

(ha)

Trồng cói + trồng

rừng (ha)

XD cơ sở hạ tầng

(ha)

Dân cư và CT công cộng (ha)

1 Vùng Bình Minh 1 750 230 2 Vùng Bình Minh 2 1932 1045 230 392 265 3 Vùng Bình Minh 3 1450 1052 125 273 0

9.2.3. Sử dụng tài nguyên nước

Nước mặt tại vùng ven biển Kim Sơn bị nhiễm mặn nên nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp rất hạn chế, một mặt phải đưa dẫn nước từ các nơi chưa bị nhiễm mặn, mặt khác phải khoan nước ngầm.

Tuỳ theo tính chất và sử dụng nước có thể phân thành các nhóm như sau:

• Nước sử dụng cho sinh hoạt

Mức sử dụng nước phụ thuộc vào các yếu tố: mức sống, trang thiết bị vệ sinh, điều kiện ăn ở, khí hậu, tập quán ăn uống, sinh hoạt…

Theo số liệu thống kê, nhu cầu nước sinh hoạt của huyện Kim Sơn như sau:

- Nước sinh hoạt : 23,54 . 103 m3/ngày đêm

- Nước sinh hoạt mùa lũ : 3,602 . 106 m3

- Nước sinh hoạt mùa kiệt: 4,991 . 106 m3

- Nước sinh hoạt cả năm : 8,593 . 106 m3



- 100 -

• Nước sử dụng cho nông nghiệp

Nước sử dụng cho nông nghiệp phục vụ tưới cho cây trồng là lớn nhất, chiếm trên 90% tổng lượng nhu cầu sử dụng nước:

- Lúa : Mức tưới cho vụ mùa là 6000 m3/ha, mức tưới cho vụ chiêm kể cả thau chua rửa mặn là 12000 m3/ha.

- Cây màu: 3000 m3/ha

Ngoài lượng nước sử dụng do tưới trực tiếp tại mặt ruộng còn một lượng nước khá lớn tổn thất do thấm và bốc hơi dọc theo các công trình đầu mối, ước tính khoảng 35% lượng nước tưới. Do vậy lượng nước cần cấp ở đầu mối công trình phải tính đến cả lượng nước tổn thất này.

Tuy hệ thống thuỷ nông của huyện hiện nay khá dày đặc nhưng lượng nước tưới vẫn chưa được đáp ứng nhu cầu dùng nước, nhất là vào mùa kiệt. Diện tích thiếu nước tưới do:

- Nước tưới được lấy từ sông nơi chưa bị nhiễm mặn, đường nước dẫn đến dải ven biển quá dài, hơn nữa lại là nơi cuối cùng của đường dẫn nước, mặt khác kênh mương dẫn nước hầu hết chưa được bê tông hoá nên tổn thất nhiều.

- Kênh mương dẫn nước lâu ngày vẫn chưa nạo vét, bị bồi lắng khá nghiêm trọng nên ảnh hưởng đến khả năng dẫn nước.

Bảng 9.3 - Nhu cầu sử dụng nước nông nghiệp vùng ven biển Kim Sơn

Mùa lũ Mùa kiệt Vụ mùa Vụ chiêm Màu

Huyện Diện tích (ha)

Lượng nước

(106m3)

Diện tích (ha)

Lượng nước

(106m3)

Diện tích (ha)

Lượng nước

(106m3)

Lượng nước

mùa kiệt 106 m3

Lượng nước

cả năm 106 m3

Kim Sơn 11811 95,7 11846 142,2 1165 3,5 205,7 301,4

• Nước sử dụng cho công nghiệp

Công nghiệp trong vùng chưa phát triển mạnh, lượng nước phục vụ cho công nghiệp tại đây chiếm khối lượng nhỏ, có thể ước tính khối lượng nước dùng cho công nghiệp theo hai cách sau:

- Xác định lượng nước từ một đơn vị sản phẩm tiêu thụ. Nhưng việc xác định theo phương thức này là rất khó vì không đủ số liệu

- Xác định lượng nước sử dụng cho các ngành công nghiệp theo tốc độ phát triển, thực tế là xác định theo tổng lượng sản phẩm.



- 101 -

Kết quả tính toán như sau:

- Lượng nước sử dụng cho công nghiệp trong ngày đêm: 7,06 . 103 m3

- Lượng nước sử dụng cho công nghiệp trong mùa lũ: 1,081 . 106 m3

- Lượng nước sử dụng cho công nghiệp trong mùa cạn: 1,497 . 106 m3

- Lượng nước sử dụng cho công nghiệp trong cả năm: 2,578. 106 m3

9.2.4. Sử dụng tài nguyên sinh vật

Khai thác ven bờ:

Tổng diện tích bãi bồi ngoài đê Bình Minh II (cốt + 0) là 4099 ha. Trong đó diện tích ven đê Bình Minh nhân dân tự bỏ vốn ra đắp đầm nuôi trồng thủy sản là 821,4 ha. Hiện nay, tại vùng này chủ yếu nuôi trồng hải sản theo lối quảng canh tự nhiên (chiếm 90 -94 % diện tích nuôi) việc áp dụng công nghệ tiên tiến để nuôi công nghiệp chưa có, sản phẩm thu được ở vùng này chủ yếu là: Cua rèm, tôm các loại, cá bớp và một số loại hải sản khác và cói chẻ khô vì vậy hạn chế về hiệu quả kinh tế. Giá trị thu được bình quân hàng năm là 14 tỷ đồng.. Rừng ngập mặn ở trong và ngoài đê bị chặt phá do đào đắp đất bờ, lấy củi làm mất nơi ở, nơi cung cáp thức ăn cho tôm cá. Gốc rễ của các cây thối rữa, bốc phèn, đáy đầm hình thành một lượng lớn H2S, NH4 và hàm lượng BOD tăng gấp 6 – 10 lần, cộng thêm nuôi trồng chưa đúng kỹ thuật: lượng thức ăn dư thừa lớn, lưu lượng trao đổi nguồn nước kém. Kết quả là sau 3 – 4 năm nuôi theo phương thức này, tôm, cua, cá chết hàng loạt, gây ô nhiễm đầm nuôi làm giảm năng suất, nguồn lợi bị huỷ hoại nghiêm trọng

Kết hợp với nuôi trồng, đánh bắt thủy sản ven bờ, hàng năm nhà nước có đầu tư hỗ trợ cho công tác trồng rừng phòng hộ ven biển. Cây trồng chủ yếu của vùng này là vẹt và sậy. Do là vùng đất mở vì vậy mỗi lần tiến hành quai đê lấn biển là một lần diện tích rừng ngập mặn bị thu hẹp lại. Tổng diện tích đất có thể trồng rừng ngập mặn được là 1700 ha. Hiện tại đã trồng được 620 ha ngoài vùng đầm tôm, với độ tuổi rừng là từ 1 - 5 tuổi.

Như vậy trong thời gian tới, vùng ven biển Kim Sơn phải xây dựng được mô hình nuôi trồng thủy sản theo phương pháp công nghiệp với một số loại hải sản có giá trị kinh tế cao như tôm sú, tôm rảo, cua rèm, cá bớp. Tại vùng này cần xây dựng một trại ươm tôm, cá giống, đồng thời là trung tâm chuyển giao các ứng dụng công nghệ tiên tiến cho nông dân qui mô nuôi trồng thủy sản 200 ha. Sản lượng hàng năm là 200 - 300 tấn.

Khai thác xa bờ: Khai thác hải sản xa bờ của Kim Sơn là một nghề truyền thống. Song do điều kiện kinh tế và cơ chế thay đổi mấy năm gần đây nghề này bị mai một.



- 102 -

Hiện tại việc đánh bắt xa bờ của Kim Sơn còn nhỏ bé chỉ có 2 hợp tác xã đánh cá với 4 tầu; công suất máy từ 130 - 260 CV, chủ yếu ở ngư trường từ Hải Phòng đến Nghệ An, sản lượng bình quân hàng năm 600 tấn các loại. Từ nay đến năm 2010 tiếp tục phát triển thêm các hợp tác xã nông nghiệp để Kim Sơn có từ 10 - 25 tàu đánh cá, sản lượng khai thác từ 100 - 200 tấn/năm.

Có thể tóm lược tình hình khai thác sử dụng tài nguyên sinh vật trong những năm vừa qua như sau:

- Tài nguyên thực vật được sử dụng không toàn diện. Trên thực tế mới chỉ sử dụng chủ yếu với mục đích làm nhiên liệu ( gỗ,củi ) và thu nguyên liệu chế biến tanin phục vụ cho công nghiệp thuộc da, nhuộm lưới. Các dạng tài nguyên khác như dược liệu hầu như chưa được khai thác sử dụng, một số dạng như thức ăn gia súc, làm phân xanh sử dụng rất hạn chế.

- Tài nguyên thực vật khai thác không có kế hoạch lâu dài, một số dạng bị khai thác quá mức (rễ bần, trang) hoặc lợi dụng triệt để (nuôi thuỷ sản) không tính đến khả năng tái tạo bền vững của tài nguyên, do vậy tài nguyên bị cạn kiệt và suy thoái nghiêm trọng.

Nói chung: Nguồn lợi sinh vật của vùng tương đối phong phú và đa dạng về chủng loại, nhưng lại nghèo về số lượng. Cho đến nay vẫn chưa có phương thức khai thác và sử dụng hợp lý nên nguồn lợi này dẫn đến tài nguyên sinh vật ngày càng cạn kiệt. Điều này đòi hỏi cần có phương thức và giải pháp khai thác hợp lý để vừa phát triển kinh tế bền vững vừa bảo vệ và tái tạo tài nguyên sinh vật ngày một tốt hơn.

Có thể rút ra một số nguyên nhân như sau:

- Khai thác tài nguyên chưa hợp lý, thiếu quy hoạch cùng với sự nhạy cảm và biến động mạnh cả về điều kiện tự nhiên lẫn điều kiện kinh tế xã hội đã gây ra ô nhiễm môi trường, tài nguyên bị cạn kiệt làm mất khả năng phục hồi.

- Diễn biến ở vùng cửa sông ven biển rất phức tạp, nhưng cho tới nay chưa có nghiên cứu đánh giá đầy đủ. Những quy luật thành tạo bãi bồi của sông ven biển cũng chưa được xác định đúng đắn, do đó cho đến nay vẫn chưa có được mô hình khai thác ổn định và hiệu quả tài nguyên đất - nước – sinh vật tại bãi bồi.

- Việc khai thác tài nguyên các bãi bồi ven biển cửa sông vẫn trong tình trạng phân tán, manh mún, tự phát. Khai thác chưa hợp lý, thiếu quy hoạch, thiếu kiến thức, thiếu vốn dẫn tới tình trạng lãng phí cạn kiệt tài nguyên

- Một tác nhân không kém phần quan trọng là một số chủ trương chính sách đề ra cho dải ven biển còn chưa phù hợp nên đã hạn chế sự phát huy giá trị tài nguyên.



- 103 -

. CHƯƠNG 10 MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHAI THÁC SỬ DỤNG HỢP LÝ BÃI

BỒI HUYỆN KIM SƠN

Trong chương 8 đã phân tích đánh giá tiềm năng và hiện trạng khai thác sử dụng các loại hình tài nguyên vào phát triển kinh tế vùng bãi bồi huyện Kim Sơn. Trên cơ sở những phân tích và nhận xét đó, nội dung chương 9 sẽ bước đầu đưa ra những quan điểm, nguyên tắc định hướng, giải pháp khai thác hợp lý bãi bồi ven biển Kim Sơn, và đề xuất phương hướng phát triển kinh tế vùng bãi bồi tại đây.

10.1. Những quan điểm và nguyên tắc định hướng khai thác sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển cửa sông Kim Sơn

Hệ sinh thái cửa sông ven biển là một mắt xích quan trọng trong chu trình trao đổi chất khép kín. Bất cứ một tác động nào phá vỡ cấu trúc hệ sinh thái tối ưu của vùng, sử dụng đất đai và khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên không hợp lý trên từng điều kiện thành tạo đều dẫn tới hậu quả xấu: giồng cát di dộng, đất nhiễm mặn và nhanh chóng biến thành hoang hoá, nước triều và nước lũ không lưu thông sẽ gây thoái hoá rừng ngập mặn và giảm sút sản lượng thuỷ sản. Ngoài ra ven biển Kim Sơn là nơi chịu nhiều thiên tai: sóng to, gió lớn, bão, nước dâng do bão, và gió mùa đã tàn phá huỷ hoại các công trình dân sinh. Do đó phát triển bền vững vừa là mục tiêu hướng tới vừa là đòi hỏi cấp bách.

Phát triển bền vững là sự phát triển dựa trên cơ sở đảm bảo cho các tài nguyên tái tạo có điều kiện phục hồi duy trì sự đa dạng sinh học và các hệ sinh thái sử dụng hợp lý các tài nguyên không tái tạo, cải thiện được chất lượng môi trường sống của con người. Trên quan điểm sinh thái – môi trường, để khai thác hợp lý tài nguyên đất bãi bồi ven biển cần thiết phải tiến hành khai thác tổng hợp, có nghĩa là trong quá trình khai thác, không nên coi đất bãi bồi là một đơn vị độc lập mà phải coi nó là một bộ phận cấu thành của các hệ sinh thái cửa sông ven biển, khai thác phải đi đôi với bảo vệ các hệ sinh thái đặc trưng, nhất là rừng cây ngập mặn và các loài sinh vật ven bờ….Tiến hành nghiên cứu chi tiết theo những yếu tố thành tạo bãi bồi,đánh giá đặc điểm vật lý của đất, xác định loại hình khai thác thích hợp.

Khai thác tổng hợp có một ý nghĩa quan trọng trong vấn đề sử dụng lâu bền các nguồn tài nguyên. Một số quan điểm và nguyên tắc định hướng khai thác tổng hợp và sử dụng hợp lý tài nguyên đất bồi ven biển Kim Sơn như sau:

- Khai thác tổng hợp chỉ có thể thực hiện được trên cơ sở phát hiện, nắm bắt và vận dụng các quy luật tự nhiên, kinh tế, xã hội đang tác động. Đối với vùng ven biển Kim Sơn cần chú ý một số quy luật tác động sau: Quy luật tác động qua lại giữa sông và



- 104 -

biển, quy luật thành tạo và phát triển bãi bồi, quy luật kết hợp kinh tế với quốc phòng vừa sản xuất vừa bảo vệ tổ quốc, quy luật bồi đắp, tự phục hồi của hệ sinh thái vùng ven biển

- Khai thác tổng hợp để sử dụng tốt hơn đầy đủ hơn các tiềm năng của mọi dạng tài nguyên. Tránh cách nhìn cục bộ, chỉ nghĩ đến hiệu quả trước mắt, chỉ nghĩ cho hoạt động của một ngành cụ thể nào đó.

- Khai thác tổng hợp thể hiện ở sự phân tích đánh giá tình hình cũng như lựa chọn giải quyết sự việc trên cơ sở tư duy và xử lý hệ thống rất phức tạp, đan xen nhau.

10.2. Những thuận lợi và khó khăn trong việc khai thác và sử dụng hợp lý bãi bồi ven biển Kim Sơn

Trên cơ sở các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, xã hội và môi trường đã trình bày ở các phần trước có thể đưa ra một số nhận định về những thuận lợi và khó khăn trong việc khai thác và sử dụng hợp lý các bãi bồi ven biển Kim Sơn như sau:

10.2.1. Những thuận lợi

- Bãi bồi Kim Sơn có nhiều ưu thế để phát triển giao thông thuỷ, bộ cho phép mở rộng giao lưu kinh tế với các vùng trong nước.

- Nằm trong vùng đảm bảo ổn định về lương thực dải ven biển Bắc bộ có điều kiện tốt để phát triển các ngành nghề kinh tế mũi nhọn. Điều này liên quan tới tiềm năng to lớn về nuôi trồng, đánh bắt hải sản, kinh tế cảng, và các ngành công nghiệp phát triển một phần trên cơ sở nguồn nguyên liệu và thế mạnh về vị trí địa lý.

- Hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình hằng năm cung cấp một lượng phù sa lớn, tạo ra các vùng đất màu mỡ thuận lợi cho phát triển nông nghiệp và thuỷ sản.

- Tài nguyên sinh vật phong phú, đó cũng là thế mạnh cho khai thác và nuôi trồng thuỷ - hải sản. Mặt khác khí hậu mùa hè dịu mát, nước biển không mặn lắm, bãi bồi thoải, có nhiều loài chim, cá quý hiếm có thể xây dựng thành các khu du lịch sinh thái.

- Số lượng lao động trong tháp tuổi ngày càng hợp lý là một điểm mạnh của dải ven biển về nguồn lao động. Người dân ở đây đa dạng về ngành nghề, lao động cần cù, có kinh nghiệm sản xuất, chống trọi với thiên nhiên. Mặt khác, do vị trí gần với các trung tâm phát triển nhất của miền Bắc, vùng ven biển Kim Sơn có điều kiện tiếp thu áp dụng những cái mới nhanh. Điều đó cho phép nhanh chóng nâng cao trình độ văn hoá chung của nhân dân, mở mang dân trí và tạo nguồn lao động chất lượng ngày càng cao.

- Trong thời kỳ kinh tế hội nhập, tỉnh Ninh Bình có chủ trương chính sách đầu tư kịp thời phát triển cơ sở hạ tầng, nâng cấp, thiết kế các công trình thủy lợi đảm bảo



- 105 -

mức an toàn cho nhân dân yên tâm đầu tư phát triển kinh tế vùng bãi bồi như: nâng cấp đê Bình Minh 2, thiết kế đê Bình Minh 3, xây dựng hệ thống kênh mương phục vụ nhu cầu sử dụng nước của các ngành kinh tế….

Bên cạnh đó, việc khai thác và sử dụng bãi bồi Kim Sơn vẫn gặp những khó khăn sau:

10.2.2.Những khó khăn :

- Nằm trong nhiệt đới gió mùa,chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc và các cơn bão. Đe doạ tới các hoạt động nông – ngư nghiệp và giao thông thuỷ

- Lượng phù sa bồi đắp lớn kéo theo khả năng gây bồi lấp các luồng lạch ở cửa sông, gây khó khăn cho giao thông, hạn chế khả năng thoát lũ, hàng năm phải tốn kinh phí cho việc nạo vét luông lạch.

- Lượng nước mặt khá dồi dào nhưng phân bố không đều theo thời gian.Mùa mưa, lượng mưa lớn gây ngập úng, còn mùa khô lại thiếu nước tưới, nước mặn có điều kiện xâm nhập vào sâu trong sông gây nhiễm mặn đất canh tác. Trữ lượng nước ngầm hạn chế, chất lượng không tốt.

- Độ mặn thay đổi lớn giữa hai mùa mưa và khô, gây khó khăn trong việc nuôi trồng thuỷ hải sản.

- Thảm thực vật ngập mặn là sinh thái của các hệ sinh thái ven biển rất phong phú và là yếu tố quan trọng để bảo vệ đất bồi mới tuy nhiên tại đây chưa phát triển mạnh, diện tích không lớn lại đang bị phá huỷ trầm trọng.

- Lực lượng sản xuất không đều. Mới được chú trọng phát triển, thiếu vốn, cơ sở vật chất, kỹ thuật còn nghèo nàn.

10.3. Một số giải pháp cơ bản sử dụng hợp lý đất bãi bồi ven biển Kim Sơn

Theo kinh nghiệm khai thác và sử dụng đất bãi bồi ven biển của các địa phương khác trong vùng Bắc bộ cũng như trong nước, và các bài học thành công, thất bại của ông cha ta qua trên nghìn năm quai đê lần biển, khai khẩn đất đai vùng duyên hải, qua đánh giá những thuận lợi khó khăn về môi trường tự nhiên, xã hội trong chiến lược phát triển kinh tế bền vững và bảo vệ môi trường có thể đưa ra một số giải pháp cơ bản sử dụng hợp lý đất bãi bồi ven biển Kim Sơn như sau:

1. Cần xây dựng quy hoạch tổng thể cho sự khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên, nhất là tài nguyên đất.

Việc khai thác và sử dụng tài nguyên bãi bồi trong thời gian qua chưa hợp lý đã làm cạn kiệt tài nguyên, huỷ hoại môi trường.



- 106 -

Xuất phát từ đặc điểm của tài nguyên và hiện trạng khai thác, cần phải có những quy hoạch tổng thể và chi tiết, cụ thể đối với từng nơi,từng mục tiêu và phương hướng sản xuất để qua đó có biện pháp cụ thể tới từng tiểu vùng

Đối với các vùng nuôi trồng thuỷ hải sản ven bờ, phương hướng quy hoạch cần đảm bảo cho việc thực hiện một quy trình thâm canh và bán thâm canh có hiệu quả cao. Ngoài ra còn bảo vệ rừng ngập mặn, một điều kiện không thế thiếu để đảm bảo cho sự bền vững của quá trình nuôi trồng. Đồng thời phải làm cho bên ngoài và trên những bờ nuôi trông thuỷ hải sản có những đai rừng ngập mặn và rặng cây vừa cho thêm thu nhập cây lấy gỗ, củi và quan trọng hơn là giảm một cách có hiệu quả tác hại của sóng biển và gió bão..

Đối với vùng đất sản xuất nông nghiệp cần được quy hoạch theo hướng xây dựng thành những khu vực bảo hộ nông nghiệp tức là vùng có cơ sở vật chất hoàn chỉnh, trong bất cứ hoàn cảnh nào cũng không được sử dụng cho các mục đích phi nông nghiệp.

Quy hoạch du lịch phải chú trọng đến việc hình thành được những tuyến điểm du lịch tổng hợp, vì dụ như hiện nay tỉnh Ninh Bình có kế hoạch mở tuyến du lịch: khu du lịch tâm linh chùa Bái Đính, nhà thờ Phát Diệm, du lịch sinh thái biển, đồng thời nâng cao chất lượng phục vụ khách du lịch.

2. Quai đê lấn biển phát triển tài nguyên đất

Công cuộc lấn biển của huyện Kim Sơn đã diễn ra hơn một nghìn năm, nhất là sau công trình lấn biển của Nguyễn Công Trứ (1828 – 1830), nhân dân tại đây đã tích luỹ nhiều kinh nghiệm. Tại huyện Kim Sơn hiện đã có hai tuyến đê Bình Minh 1 và 2 trong đó tuyến đê Bình Minh 2 đã được đầu tư nâng cấp, tới thời điểm này công trình đã gần hoàn thiện, đảm bảo an toàn cho dân sinh kinh tế bên trong đê. Bên cạnh đó tỉnh cũng đang lên kế hoạch xây dựng tuyến đê Bình Minh 3 dài 15,6 km trên cơ sở bãi bồi tại đây đủ cao trình và đáp ứng nhu cầu mở rộng phát triển ngành nuôi trồng thuỷ hải sản bên ngoài đê Bình Minh 2.

Về giải pháp thiết kế đê Bình Minh 3 đã được trình bày chi tiết trong những chương trên.

3. Phát triển giao thông

a. Giao thông thuỷ

Cửa sông Đáy biến động phức tạp và không ổn định. Dải ven biển là rìa đồng bằng tích tụ có địa hình thấp và rất bằng phẳng, có nhiều bãi triều rộng và nối tiếp nhau, quá trình bồi lắng tích tụ mạnh không ổn định, gây khó khăn cho việc xây dựng



- 107 -

cầu tầu bến cảng…Trục lòng dẫn luôn dịch chuyển theo chu kỳ phát triển bãi chắn cửa sông, mức nước các luồng thường chỉ đạt 2 – 3m. Vì vậy xét về điều kiện tự nhiên khu vực này không nên xây dựng các cảng lớn vì phải thường xuyên nạo vét tu bổ.

b. Giao thông đường bộ

Hiện nay huyện Kim Sơn đã đầu tư mở rộn tuyến đường Cà Mâu dài hơn 20 km nối thị trấn Bình Minh và thị trấn Phát Diệm cũng như với trung tâm tỉnh Ninh Bình. Bên cạnh đó, tỉnh cũng đã đầu tư xây dựng tuyến đường nối với đê Bình Minh 2. Nói chung giao thông trong huỵên rất thuận lợi cho công tác vận chuyển giao lưu buôn bán với các khu vực khác cũng như với trung tâm kinh tế của tỉnh.

4. Xây dựng cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng của Kim Sơn trước đây còn nghèo nàn chất lượng không cao. Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế, tỉnh đã có những chính sách đầu tư phát triển hệ thống kênh mương, xây dựng các cống lấy nước, nâng cấp đê điều tại đây. Để có thể khai thác hết tiếm năng của vùng cần phải có những quy hoạch chi tiết và xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng đồng bộ, toàn diện. Yêu cầu của công tác này là:

- Nâng cấp đường giao thông nông thôn liên xã, liên huyện liên tỉnh, hình thành mạng lưới giao thông vùng kinh tế biển hoàn chỉnh.

- Nâng cấp các tuyến đê, cải tạo hệ thống cống dưới đê đảm bảo chống lũ, nước dâng, thau chua, rửa mặn, cung cấp nước ngọt cho nhân dân.

- Xây dựng dự án quy hoạch thiết kế và đầu tư xây dựng cơ bản các công trình phúc lợi công cộng: trạm y tế, trường học…và nhà ở phù hợp với khí hậu vùng biển.

- Quy hoạch nâng cấp và xây dựng hệ thống điện cao, hạ áp.

- Nâng cấp ngành bưu chính viễn thông để từng bước đáp ứng nhu cầu về dịch vụ cho người dân và đó cũng là cơ sở tạo đà cho những bước phát triển nhảy vọt trong thời gian tới của vùng.

- Hình thành những khu kinh tế phát triển trung tâm của nông thôn: xây dựng khu kinh tế kiểu mẫu.

5. Về vấn đề chính sách, nhân lực và tổ chức thực hiện

- Nhà nước cần ban hành những chính sách khuyến khích các nhà đầu tư tổ chức kinh doanh khai thác các dạng tài nguyên, nhất là các dự án sản xuất và dự án xây dựng cơ sở hạ tầng, miễn thuế, giảm thuế theo niên hạn kinh doanh, hỗ trợ trực tiếp hoặc cho vay vốn.



- 108 -

- Tăng cường nâng cao hiệu quả của nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ, đẩy mạnh công tác tuyên truyền phổ biến khoa học công nghệ

- Tăng cường đầu tư nghiên cứu nhằm có những hiểu biết sâu sắc, nắm bắt được quy luật thành tạo và phát triển bãi bồi ven biển cửa sông, chu trình sinh học của các hệ sinh thái ven biển.

10.4. Đề xuất một số mô hình khai thác sử dụng đất bãi bồi ven biển Kim Sơn

Một mô hình khai thác hợp lý ngoài việc lợi dụng triệt để những điều kiện tự nhiên phù hợp với đối tượng sản xuất, không gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái còn cần phải thoả mãn được yêu cầu của thị trường “ cung và cầu ”. Đối với khu vực bãi bồi huyện Kim Sơn, một số mô hình được đề xuất như sau:

1. Mô hình thuần ngư

Nuôi tôm là hướng chính, bên cạnh đó với kiểu bãi có trầm tích mặt là bùn pha cát, ít chịu tác động mạnh của sóng, trữ lượng ngao, vọp là hai loại hải sản có giá trị kinh tế cao phân bố từ 0 hải đồ tới 1,5 m hải đồ mà tổ chức nuôi trồng lại đơn giản, kinh phí đầu tư ban đầu không lớn, dễ khai thác nên có thể tiến hành quy hoạch thành vùng nuôi công nghiệp.

Về phương thức nuôi: quảng cảnh cải tiến là chính, giống tôm cá dựa vào tự nhiên. Đối với khu vực giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 quy hoạch phát triển nuôi thâm canh và bán thâm canh các loài thuỷ sản có giá trị xuất khẩu như: tôm he, tôm sú, cá vược, cá song, rau câu, cua…

2. Mô hình nông – lâm kết hợp

Kiểu mô hình này áp dụng cho các cồn cát ven biển: cồn Mờ, cồn Trời.

Trên các cồn mới bồi có thể trồng phi lao để ngăn cát bay cát nhảy, chống sự suy thoái của đất do quá trình rửa trôi. Phi lao là một loài cây gỗ mọc nhanh,chịu gió,có biên độ sinh thái khá rộng về chế độ trong đất, được trồng với mật độ dày hoặc rất dày để rừng sớm khép tán ( khoảng 500 – 10.000 cây/ha), phát huy được tác dụng phòng hộ nhanh và cung cấp củi từ các sản phẩm tỉa thưa trung gian. Sau khi rừng phi lao phát triển, điều kiện môi trường được thay đổi, biên độ nhiệt trong đất giảm, tăng độ ẩm của đất. Dưới tán rừng phi lao các loài cỏ mềm bắt đầu phát triển thay thế cho cỏ gai chịu hạn, khi đó có thể chăn thả trâu bò,gà vừa tăng thu nhập cho dân vừa tăng độ phì cho đất.

Đây là mô hình giúp cho nông dân khai thác tốt hai nguồn tài nguyên hiện có để có thể phát triển kinh tế tổng hợp đa dạng trên cơ sơr sử dụng hợp lý đất bãi triều cao và cồn cát.



- 109 -

3. Mô hình công – nông nghiệp kết hợp

Trồng cói là nghề truyền thống đã hình thành từ lâu đời của nông dân huyện Kim Sơn và từ trước tới nay đã cung cấp nhiều mặt hàng phục vụ cho đời sống sinh hoạt các vùng khác nhau của nước ta và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới. Phải nói rằng tiềm năng sản xuất các ngành nghề truyền thống trên rất dồi dào nguồn nhân lực và tay nghề đảm bảo nhưng sản phẩm tiêu thụ hiện nay lại rất hạn chế, mà một trong những nguyên nhân chủ yếu là sản phẩm làm ra còn thiếu công nghệ xử lý để đáp ứng nhu cầu về chất lượng và thị hiếu người tiêu dùng. Do đó cần tìm nguồn tiêu thụ, xuất khẩu sản phẩm, đầu tư dây chuyền công nghệ chế biến. Trước mắt khi đồng vốn còn hạn hẹp nên xây dựng doanh nghiệp chế biến nhà nước hoặc tư nhân vừa và nhỏ. Ví dụ : xây dựng doanh nghiệp chế biến cói với công nghệ hấp, tẩy sợi cói tiên tiến tại nông trường Bình Minh phục vụ cho sản xuất các đồ dùng thủ công mỹ nghệ có chất lượng cao mẫu mã đẹp. Đặc biệt có thể kết hợp với vùng trồng và chế biến cói nổi tiếng Nga Sơn – Thanh Hoá để xây dựng một khu vực trồng và chế biến cói lớn của nước ta.

4. Mô hình khai thác tổng hợp (công - nông – lâm – ngư – du lịch ) kết hợp:

• Nông nghiệp

Tập trung trồng các giống lúa năng suất cao tại khu vực phía Đông và trồng cói tại khu vực phía Tây vùng bãi bồi Bình Minh 2

• Lâm nghiệp

Toàn bộ bãi bồi vùng ngoài đê Bình Minh 3 được trồng rừng ngập mặn nhằm tạo điều kiện tăng thêm tốc độ bồi lắng, chắn sóng gió, tạo sinh cảnh thuận lợi cho những sinh vật biển phát triển thuận lợi. Sau 3 ÷ 10 năm có thể khai thác hợp lý một số sản phẩm của rừng trên cơ sở chặt tỉa dưới 30% phục vụ cho xây dựng, chất đốt công nghiệp …Ngoài ra dưới rừng ngập mặn có thể chăn nuôi vịt, tận dụng các loài nhuyễn thể khi triều rút. Khai thác vỏ và quả của cây rừng ngập mặn làm nguyên liệu để triết tanin phục vụ cho công nghiệp. Trên rừng ngập mặn nuôi ong lấy mật

Trồng các loại cây: bạch đàn, phi lao trên bờ các đầm nuôi tôm.

• Ngư nghiệp

Nuôi tôm theo hình thức bán quảng canh và thâm canh, kết hợp nuôi ngao, vọp ngoài vùng bãi bồi khu vực gần cửa sông Đáy ngoài đê Bình Minh 3

Ngoài ra dưới rừng ngập mặn có thể tận dụng được nuôi trồng hải sản theo phương thức bán thâm canh cải tiến và thâm canh, kích thước quy mô của đầm nuôi hải sản không vượt quá tỷ lệ 25 ÷ 30% so với tổng diện tích của rừng ngập mặn



- 110 -

• Công nghiệp, dịch vụ

Trên cơ sở phát triển nuôi trồng thuỷ hải sản, cần xây dựng trung tâm tư vấn Khoa học kỹ thuật cho người dân, khu sơ chế sản phẩm thuỷ sản và chế biến cói... Phát triển các ngành dịch vụ: cung cấp điện, thức ăn con giống, tiêu thụ sản phẩm… và khi có điều kiện xây dựng nhà máy chế biến thuỷ sản và nhà máy sản suât thức ăn cho tôm.

• Du lịch

Khi đã thiết lập được một hệ sinh thái rừng ngập mặn bền vững thì cũng có nghĩa là đã hình thành một khu du lịch sinh thái khoa học, khi đó có thể hình thành tuyến du lịch Ninh Bình – Nhà thờ Phát Diệm – Du lịch sinh thái ven biển.

10.5 Bước đầu lựa chọn phương án phát triển kinh tế và lập quy hoạch

Hiện tại, theo thống kê diện tích đất tự nhiên tại khu vực bãi bồi ven biển huyện Kim Sơn được sử dụng như bảng 9.1

Bảng 10.1 –Tình hình sử dụng đất tự nhiên tại khu vực Bình Minh 2 và Bình Minh 3

STT Khu vực

Diện tích tự nhiên (ha)

Diện tích nuôi tôm

(ha)

Trồng cói

+ rừng (ha)

XD cơ sở hạ tầng + trồng trọt

(ha)

Dân cư và CT công

cộng (ha)

I Vùng Bình Minh 2 1932 1045 230 392 265 1 Khu phía Tây 475 33 230 122 90 2 Khu giữa 1057 757 180 120 3 Khu phía Đông 400 255 90 55 II Vùng Bình Minh 3 1450 1052 125 273 0 1 Khu phía Tây 155 90 45 20 CT1 ÷ B1 45 43 2 B1 ÷ B2 110 90 20

2 Khu giữa 615 432 88 B2 ÷ B3 110 70 20 20 B3 ÷ B3’ 135 95 20 20 B3’ ÷ B4 175 130 20 25 B4 ÷ B5 195 137 20 25

3 Khu phía Đông 680 530 150 B5 ÷ B6 145 106 39

B6 ÷ B7 130 100 30 B7 ÷ B8 170 133 37 B8 ÷ B9 180 140 40 B9 ÷ CT3 65 51 14

Từ bảng trên cho thấy diện tích bãi bồi ven biển của vùng hiện nay chủ yếu sử dụng nuôi trồng thủy hải sản theo phương thức quảng canh, một số rất ít (90 ha tại khu



- 111 -

vực phía Đông Bình Minh 2) được sử dụng trồng trọt các loại cây lương thực có hạt (lúa, ngô…). Quy hoạch tổng thể hiện tại vùng tôm và sử dụng đất tự nhiên vùng bãi bồi đê Bình Minh 2 và 3 được trình bày trên bản đồ quy hoạch trong phụ lục. Qua bản đồ quy hoạch, có thể thấy tiềm năng của vùng chưa được khai thác toàn diện và đầu tư đúng mức…

Dựa trên những phân tích trong các phần trên, bước đầu lựa chọn mô hình kinh tế 4 để lập bản đồ quy hoạch phát triển kinh tế vùng bãi bồi trong giai đoạn 2010 ÷ 2015 cụ thể mô hình phát triển như sau:

• Nông nghiệp

- Trồng lúa: Phía Đông đê Bình Minh 2 tiếp tục phát triển diện tích trồng lúa với diện tích 250 ha. Với điều kiện địa chất tại đây nên trồng các giống lúa năng suất cao như Q5, Khang dân, Tạp giao với năng suất 7 ÷ 8 tạ/ha, đảm bảo lương thực cho khu vực.

- Trồng cói : Khu vực phía Đông và phía Tây đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3 trồng cói, với tổng diện tích 398 ha, phục vụ cho ngành thủ công nghiệp.

• Lâm nghiệp

Toàn bộ bãi bồi vùng ngoài đê Bình Minh 3 được trồng rừng ngập mặn nhằm tạo điều kiện tăng thêm tốc độ bồi lắng, chắn sóng gió, tạo sinh cảnh thuận lợi cho những sinh vật biển phát triển thuận lợi với diện tích 500 ha.

Trồng các loại cây: bạch đàn, phi lao trên bờ các đầm nuôi tôm.

• Ngư nghiệp

Diện tích nuôi tôm :

- Tôm quảng canh trong bãi bồi Bình Minh 3: 1112 ha

- Tôm thâm canh trong khu giữa bãi bồi Bình Minh 2: 600 ha

• Công nghiệp, dịch vụ

Hình thành và phát triển khu kinh tế kiểu mẫu: Trung tâm tư vẫn hỗ trợ kỹ thuật và trang thiết bị cho nuôi trồng thuỷ hải sản và nông nghiệp, dịch vụ du lịch sinh thái, nhà khách. Ngoài ra khi có kinh tế có thể xây dựng nhà máy sơ chế tôm, cói, nhà máy thức ăn cho tôm…



- 112 -

• Du lịch

Khi đã thiết lập được một hệ sinh thái rừng ngập mặn bền vững thì cũng có nghĩa là đã hình thành một khu du lịch sinh thái khoa học, khi đó có thể hình thành tuyến du lịch Ninh Bình – Nhà thờ Phát Diệm – Du lịch sinh thái ven biển.

Quy hoạch kinh tế theo mô hình trên được trình bày cụ thể trên bản đồ quy hoạch sử dụng đất trong giai đoạn 2010 – 2015 trong phụ lục.

Kết luận

Trong những năm qua việc khai thác tài nguyên của bãi bồi ven biển của huyện còn manh mún, riêng rẽ theo ngành, hậu quả là kinh tế chưa phát triển đúng tầm của nó, nếu không có sự quản lý kịp thời sẽ dẫn tới môi trường bị ô nhiễm. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này là khai thác tài nguyên chưa hợp lý, thiếu quy hoạch chi tiết, chưa nắm bắt được đầy đủ các quy luật thành tạo và phát triển của bãi bồi. Khai thác tổng hợp các dạng tài nguyên của bãi bồi là rất cần thiết, trên cơ sở sử dụng hợp lý các loại hình tài nguyên, xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng, tăng cường công tác điều tra, khảo sát và triển khai công nghệ. Bên cạnh đó cần có chính sách khuyến khích huy động nhân lực, đào tạo nguồn nhân lực địa phương, nâng cao nhận thức của người dân trong khai thác tài nguyên thiên nhiên, phát triển kinh tế bền vững.



- 113 -

KẾT LUẬN ĐỒ ÁN

Đồ án đã thực hiện hai mục tiêu: Thiết kế đê lấn biển Bình Minh 3 huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình và bước đầu đề xuất phương hướng phát triển kinh tế vùng bãi bồi khi hoàn thành tuyến đê.

Sau những phân tích điều kiện tự nhiên, xã hội của huyện kết tính tiến hành tính toán các điều kiện biên thiết kế, đoạn đê Bình Minh 3 dài 4,493 km được bố trí trên cao trình +0,1 m thoả mãn các điều kiện ổn định và có các thông số như sau:

- Cao trình tường đỉnh : + 5,3 m

- Cao trình mặt đê: + 4,8 m

- Chiều rộng đỉnh đê: 5 m

- Mái phía biển: m = 4, được bảo vệ bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn lệch mặt phẳng (0,4 x 0,4 x 0,2 m), và kết cấu chân khay đá hộc thả rối.

- Mái phía đồng: m = 3, được bảo vệ bằng cỏ Vetiver trồng trong khung đá xây, chân mái bố trí rãnh thoát nước rộng 1 m bằng tấm bê tông.

Đồ án cũng bước đầu đưa ra phương hướng phát triển kinh tế vùng bãi bồi sau khi hoàn thành tuyến đê Bình Minh 3 theo mô hình phát triển tổng hợp công - nông - lâm – ngư – du lịch.



- 114 -

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Kết quả chạy phần mềm Geoslop

Mặt cắt tính toán : Mặt cắt C1

Trường hợp tính toán: Mực nước phía biển ở cao trình +3.30 m, phía đồng không có nước.

Đơn vị tính trong phần mềm Geoslop:

Trọng lượng riêng: γ KN/m3

Góc ma sát trong: ϕ độ

Lực dính kết: C KPa

Hệ số thấm: K m/s

Bảng 1 - Các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tính đê

Tên lớp Chiều sâu h (m) γ (T/m3) ϕ (độ) C (Kg/cm2) K (cm/s)

1 15,8 1,74 6,82 0,07 3,3.10-4 2 4,3 1,95 11,31 0,06 1,2.10-3

Đất đắp 1,71 5,91 0,07 7,7.10-5

2.1. Kết quả chạy chương trình Geoslop

2.1.1 Ổn định mái phía đồng

Theo Bishop Kminmin = 1,165



- 115 -

2.1.2 Ổn định mái phía biển

Theo Bishop Kminmin = 1,693

2.1.3. Tính thấm

+) Lưu lượng thấm qua 3 mặt cắt



- 116 -

+) Gradien thấm

Jmax = 0,35

Phụ lục 2: Bản đồ quy hoạch sử dụng đất tự nhiên vùng bãi bồi huyện Kim Sơn

- Bản đồ quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp thời điểm hiện tại

- Bản đồ quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp giai đoạn 2010 đến 2015 theo phương án lựa chọn



- 117 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Công ty cổ phần Tư vấn Xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh thiết kế cơ sở công trình Hàn khẩu đê Bình Minh 3.

2. Cục thống kê Ninh Bình, Niên giám thống kê huyện Kim Sơn 2006

3. Tiêu chuẩn ngành14 TCN 130 – 2002, Hướng dẫn thiết kê đê biển.

4. Khoa Kỹ thuật Biển trường Đại học Thuỷ Lợi, Giáo trình Cơ sở kỹ thuật Biển.

5. Khoa Kỹ thuật Biển trường Đại học Thuỷ Lợi, Giáo trình Công trình bảo vệ bờ.

6. Hội đập lớn Việt Nam, Hướng dẫn sử dụng phần mềm Geo - slop

7. Nguyễn Văn Cư – Viện khoa học công nghệ Việt Nam, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc bộ Việt Nam.

8. Coastal Enngineering Manual

9. Các trang web tham khảo:

- Tính toán quy cao độ hải đồ về cao độ quốc gia

http://www.imh.ac.vn/b_tintuc_sukien/bc_hoinghi_hoithao/L500-thumuccuoi/bai3.doc

- Khoa học kỹ thuật nông nghiệp http://vndgkhktnn.vietnamgateway.org/index.php

- Báo điện tử Ninh Bình, http://baoninhbinh.org.vn/news

- Nông nghiệp và thủy sản Việt Nam, www.vietlinh.com.vn/

http://www.imh.ac.vn/b_tintuc_sukien/bc_hoinghi

http://vndgkhktnn.vietnamgateway.org/index.php

thiết kế đê bình minh 3, huyện kim sơn tỉnh ninh bình

Documents