Phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ hạ lưu sông Tam Giang, tỉnh Phú Yên

Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 151 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ HẠ LƯU SÔNG TAM GIANG, TỈNH PHÚ YÊN ThS. Phan Thành Dân Khoa Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt Quá trình sạt lở bờ sông trong các điều kiện tự nhiên và dưới tác động của con người vô cùng phức tạp. Việc xác định các nguyên nhân, cơ chế, tìm các giải pháp quy hoạch, giải pháp công trình và phi công trình nhằm phòng, chống và hạn chế thiệt hại là việc làm có ý nghĩa rất lớn đối với sự an toàn của các khu dân cư, đô thị, đối với công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng các đô thị mới, làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Trên cơ sở phân tích nguyên nhân chính gây ra sạt lở và từ đó có cơ sở để đề xuất một số giải pháp nhằm ổn định bờ hạ lưu sông Tam Giang tỉnh Phú Yên. Từ khóa Sạt lở bờ sông, giải pháp chỉnh trị sông, công trình bảo vệ bờ. I. Các nguyên nhân sạt lở bờ sông Tam Giang Với chiều dài sông không lớn như những sông suối khác trên địa bàn tỉnh Phú Yên. Bờ sông Tam Giang thường xuyên bị sạt lở, mất ổn định vào mùa mưa bão, gây nên nhiều hậu quả to lớn ảnh hưởng đến đời sống nhân dân. Địa hình khu vực này tương đối thấp, đoạn sông tại khu vực này cong làm cho dòng chảy thúc vào bờ. Mặt khác, việc khai thác cát cục bộ với qui mô nhỏ đã làm cho tình trạng sạt lở bờ sông Tam Giang ngày càng nghiêm trọng hơn. Thảm phủ thực vật, rừng đầu nguồn bị hủy hoại và tàn phá nghiêm trọng, làm cho dòng chảy tập trung nhanh và tạo ra dòng chảy lũ. Hiện tượng sạt lở bờ sông là một hiện tượng, một quy luật tất nhiên của dòng chảy, đặc biệt là dòng chảy trong sông với vân tốc lớn vào mùa lũ, mực nước trong sông dâng cao. Tác động do hình thái sông, đoạn sông uốn khúc, vận tốc phân bố không đồng đều tạo nên hiện tượng sạt lở. Vào mùa lũ, dòng chảy lũ trên sông Tam Giang tương đối lớn, mực nước cao. Sạt lở bờ sông do xây dựng các công trình trên mép bờ sông của các hộ gia đình sinh sống hai bên bờ sông. Bên cạnh đó, xuất phát từ sóng do các tàu thuyền lưu thông gây ra, nhưng nguyên nhân này không đáng kể vì tàu thuyền nhỏ. Khu vực nghiêng cứu có cấu tạo địa chất: bao gồm có 4 lớp địa chất khác nhau, được thể hiện trong bảng 1: Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 152 Bảng 1. Tổng hợp các chỉ tiêu các lớp đất khu vực nghiên cứu Chỉ tiêu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Độ sâu (m) 0  2,4 2,4  6,0 6,0 15 Đá granit Khối lượng riêng r (g/cm3) 1,87 1,54 1,68 Khối lượng thể tích lớn nhất max (g/cm3) 1,44 1,44 1,52 Khối lượng thể tích nhỏ nhất min (g/cm3) 1,23 1,30 1,04 Hệ số rỗng trạng thái xốp max 1,177 1,047 1,5 Hệ số rỗng trạng thái chặt min 0,851 0,730 Góc nghỉ tự nhiên khi khô 1 32020’ 35034’ Góc nghỉ tự nhiên khi bão hòa 2 28020’ 32006’ Hệ số không đồng nhất d60/d10 2,6 6,19 Độ ẩm tự nhiên W 15,42% 21,25% Lực dính kết C (kG/cm2) 0,017 0,001 0,081 Góc ma sát trong  15,80 150 7,730 Sử dụng phần mền Slope/W do công ty Geoslope để phân tích và kiểm tra khả năng trượt của bờ sông theo thông số địa chất trong bảng 2: Bảng 2. Các thông số địa chất tính bờ sông Chỉ tiêu Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Khối lượng riêng r (g/cm3) 1,87 1,54 1,68 Đá granit Lực dính kết C (kG/cm2) 0,017 0,001 0,081 Góc ma sát trong  15,80 150 7,730 - Trường hợp 1: Kết quả tính toán ổn định bờ sông tự nhiên: - Trường hợp 2: Kiểm tra việc tính toán ổn định bờ sông trong trường hợp có tải trọng xe hoặc một tải trọng từ việc xây nhà trên bờ sông gây ra thì bờ sông có nguy cơ mất ổn định cao. Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 153 Kết quả tính toán ổn định bờ sông cho hai trường hợp được thể hiện trong bảng 3: Bảng 3. Kết quả tính hệ số ổn định bờ sông Trường hợp tính toán Hệ số ổn định Bờ sông - không có tải trọng 1,179 Bờ sông - có tải trọng phía trên 1,144 II. Đề xuất các giải pháp kết cấu của kè bờ hạ lưu sông Tam Giang và kết quả tính toán ổn định kè Sử dụng phần mềm Geoslope để tính toán ổn định cho các phương án. Thông số địa chất cát đắp: Khối lượng riêng r : 1,80 (g/cm3) Lực dính kết C : 0,001 (kG/cm2) Góc ma sát trong  : 200 Giải pháp 1: Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 154 Giải pháp 2: Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 155 Giải pháp 3: Kết quả tính ổn định các phương án bằng phần mền Geoslope được thể hiện bảng 4: Bảng 4. Kết quả tính toán hệ số ổn định Phương án Hệ số ổn định kmin Phương án 1 1,221 Phương án 2 1,242 Phương án 3 1,221 Từ kết quả tính toán ổn định có hệ số ổn định lớn hơn hệ số ổn định cho phép [k] = 1,15 nên các giải pháp công trình kè bờ hạ lưu sông Tam Giang đảm bảo ổn định. Cần phân tích thêm một số ưu nhược điểm và so sánh các chỉ tiêu kinh tế để lựa chọn phương án tối ưu. III. Kết luận Trên cơ sở tham khảo dự án đã thực hiện, tài liệu khảo sát, thu thập điều tra thực địa và quá trình nghiên cứu phân tích, tính toán những vấn đề liên quan đến sự ổn định bờ hạ lưu sông Tam Giang, tỉnh Phú Yên. Các kết quả đạt được như sau: - Đánh giá những yếu tố chủ yếu làm ảnh hưởng đến sự ổn định bờ sông hạ lưu sông Tam Giang tỉnh Phú Yên. Phân tích các nguyên nhân khách quan và chủ quan có liên quan đến sự ổn định bờ sông, cũng như ảnh hưởng của sự ổn định bờ sông đối với đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân địa phương, ảnh hưởng đến quy hoạch chung của thị xã Sông Cầu. Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 156 - Nhiều diện tích đất canh tác cũng như đất ở đã bị thu hẹp dần do sạt lở bờ sông Tam Giang đã ảnh hưởng lớn đến sự phát triển chung của thị xã Sông Cầu và của tỉnh Phú Yên. - Đã đề xuất xây dựng ba phương án giải pháp công trình để đảm bảo cho sự ổn định bờ ha lưu sông Tam Giang – tỉnh Phú Yên nhằm giảm thiểu thiệt hại do sạt lở bờ sông gây ra. Xuất phát từ giải pháp mặt cắt kè được sử dụng nhiều trong nước và đặc biệt là những giải pháp công trình đã được áp dụng đầu tư xây dựng trên địa bàn tỉnh Phú Yên, cũng như những giải pháp công nghệ mới trong lĩnh vực thủy lợi. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lương Phương Hậu, 2011. Giáo trình, “Chỉ dẫn kỹ thuật công trình chỉnh trị sông”. [2]. Hoàng Văn Huân, 2003. “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ bảo vệ bờ”, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam. [3]. Phạm Thị Thu Hương, 2012. Luận án, “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp ổn định cửa Đà Rằng tỉnh Phú Yên”, Đại học thủy lợi. [4]. Nguyễn Công Mẫn, “Hướng dẫn sử dụng GeoSlope”, Đại học Thủy lợi. [5]. Quy chuẩn 0405 – 2012, Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. [6]. Nguyễn Anh Tiến, 2009. “Mảng bê tông liên kết gài tự chèn ba chiều dùng cho các công trình xây dựng”. [7]. Tiêu chuẩn 8419:2010, Công trình thủy lợi - Thiết kế công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ. [8]. Vũ Tất Uyên, 1991. “Công trình bảo vệ bờ sông”, Vụ phòng chống lụt bão và quản lý đêđiều, Bộ thủy lợi. [9]. Viện khí tượng thủy văn khu vực Nam Trung Bộ và Sở khoa học Công nghệ và Môi trường Phú Yên, 2004. “Đặc điểm khí hậu – thủy văn Phú Yên”.