Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO Bộ NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN
TRƯờNG ĐạI HọC THUỷ LợI

Chu Quang Thành
NGHIÊN CứU CáC giải pháp bảo vệ Bờ biển
tỉnh Nghệ An LUậN VĂN THạC Sĩ

Ngời hớng dẫn khoa học:
GS.TS. Ngô Trí Viềng

Hà Nội - 2011

1
Mục lục
Lời cảm ơn 7
Phần mở đầu 8
1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Mục đích của đề tài10
3. Cách tiếp cận và phơng pháp nghiên cứu.10
4. Kết quả đạt đợc 10
Chơng 1:
Tổng quan về công trình bảo vệ bờ biển
1.1. Khái niệm về bờ biển 11
1.2. Phân loại bờ biển 12
1.3. Các dạng phá hoại đối với bờ biển 13
1.4. Các loại công trình bảo vệ bờ biển đã đợc áp dụng 17
1.4.1. Đê biển 17
1.4.2. Kè biển 17

Cơ sở khoa học của các giải pháp bảo vệ bờ và đê biển
3.1. Đặc điểm của công trình bảo vệ bờ biển 55
3.2. Một số giải pháp bảo vệ bờ biển thờng gặp 55
3.2.1. Đê biển 55
3.2.1.1. Xác định cao trình đỉnh đê 56
3.2.1.2. Kết cấu đỉnh đê 59
3.2.1.3. Mái đê 60
3.2.1.4. Phơng pháp tính lớp gia cố mái đê biển dới tác dụng của
sóng và dòng chảy 65
3.2.1.5. Tính toán ổn định đê 68

Chu Quang Thành - CH17C1 3
3.2.2. Kè bảo vệ bờ biển 75
3.2.2.1. Các dạng kết cấu kè biển 75
3.2.2.2. Tính toán ổn định kè mái nghiêng 76
3.2.2.3. Tính toán ổn định kè biển dạng tờng đứng 78
3.2.3. Hệ thống mỏ hàn 82
3.2.3.1. Cấu tạo mỏ hàn biển 82
3.2.3.2. Phơng của mỏ hàn 83
3.2.3.3. Chiều dài mỏ hàn 85
3.2.3.4. Khoảng cách giữa các mỏ hàn 85
3.2.3.5. Hiệu quả gây bồi của mỏ hàn 86
3.3. Kết luận chơng 3 86
Chơng 4:
ứng dụng tính toán cho tuyến đê biển xã quỳnh long
và tuyến kè xã sơn hải, huyện quỳnh lu
4.1. ứng dụng tính toán tuyến đê biển xã Quỳnh Long 87

Hình 2-3: Các hình thức mặt cắt đê biển 36
Hình 2-4: Các hình thức mặt cắt kè biển 41
Hình 2-5: Cấu kiện bê tông đúc sẵn gia cố mái kè biển 42
Hình 2-6: Kè biển Lạch Vạn, Diễn Thành 43
Hình 2-7: Kè ven biển thị xã Cửa Lò 44
Hình 2-8:Rừng phi lao chắn gió trớc tuyến đê biển Kim, Hải, Hùng 46
Hình 2-9: Rừng cây ngập mặt trớc tuyến đê Diễn Bích 46
Hình 2-10: Ma bão gây sạt lở mái một đọan đê 48
Hình 2-11: Gia cố mái phía biển đê Kim - Hải - Hùng, H. Diễn Châu bằng
đá lát khan trong ô khung đá xây 50
Hình 2-12: Gia cố mái phía đồng đê Quỳnh Lộc, Huyện Quỳnh Lu bằng
đá lát khan trong ô khung BTCT M200 50

Chu Quang Thành - CH17C1 5
Hình 2-13: Gia cố mái phía biển đê Quỳnh Lộc, Huyện Quỳnh Lu bằng
cấu kiện bê tông đúc sẵn ghép rời trong ô khung BTCT 51
Hình 2-14: Gia cố mái phía biển đê Long Thuận, Huyện Quỳnh Lu bằng
cấu kiện bê tông đúc sẵn tự chèn liên kết mảng trong ô khung BTCT 51
Hình 2-15: Gia cố mái phía biển kè Quỳnh Long, Huyện Quỳnh Lu bằng
cấu kiện bê tông đúc sẵn tự chèn liên kết mảng trong ô khung BTCT 52
Hình 2-16: Trồng cỏ mái phía đồng đê Quỳnh Thọ, H. Quỳnh Lu 52
Hình 2-17: Tuyến kè xã Sơn Hải, huyện Quỳnh Lu 53
Hình 2-18: Hiện trạng tuyến đê Bích, Kỷ, Vạn, Ngọc, H. Diễn Châu 53
Hình 2-19: Thi công mái kè bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép 54
Hình 2-20: Thi công đê biển Quỳnh Lộc bằng cấu kiện BTĐS 54
Hình 3-1: Độ dốc quy đổi tính sóng leo 57
Hình 3-2: Các thông số xác định cơ đê 58

minmin
R = 2,147 93
Hình 4-10: S chia li phn t v iu kin biờn ca bi toỏn 94
Hình 4-11: ng bóo hũa trong thõn ờ trong cỏc thi on tớnh toỏn 94
Hình 4-12: ng ng th trong thõn ờ cui thi on tớnh toỏn 94
Hình 4-13: ng dũng trong thõn ờ cui thi on tớnh toỏn 95
Hình 4-14: S v iu kin biờn cho bi toỏn tớnh n nh 95
Hình 4-15: Kt qu tớnh n nh K
R
minmin
R = 2,141 96
Hình 4-16: Mặt cắt ngang đại diện tuyến kè Sơn Hải 99
Hình 4-17: Sơ đồ lực tác dụng lên tờng kè trờng hợp 1 100
Hình 4-18: Sơ đồ lực tác dụng lên tờng kè trờng hợp 2 103

Danh mục các bảng biểu
Bảng 2-1: Độ ẩm trung bình tháng trong năm 28
Bảng 2-2: Lợng ma bình quân, nhỏ nhất 30
Bảng 3-1: Hệ số nhám trên mái dốc 58
Bảng 3-2: Dạng kết cấu bảo vệ mái và điều kiện sử dụng 60
Bảng 3-3: Hệ số ổn định khối phủ mái 66
Bảng 3-4: Hệ số

theo cấu kiện và cách lắp đặt 67
Bảng 3-5: Hệ số ma sát 81

Chu Quang Thành - CH17C1 7

phần mở đầu

1. tính cấp thiết của đề tài
Nghệ An là tỉnh ven biển ở Bắc Trung Bộ có chiều dài bờ biển khoảng
82km thuộc các huyện Quỳnh Lu, Diễn Châu, Nghi Lộc và thị xã Cửa Lò, có
59 phờng, xã và thị trấn, diện tích đất tự nhiên 40.328,1 ha, trong đó đất nông
nghiệp 16.241,8 ha, đất nuôi trồng thuỷ sản 1.339 ha với sản lợng nuôi trung
bình 85.000 tấn/năm, tàu thuyền đánh bắt thuỷ hải sản 7.250 cái. Dân số toàn
vùng 515.395 ngời, chiếm 17,7% dân số toàn tỉnh. Bờ biển Nghệ An có 6 cửa
sông lớn và nhiều lạch nhỏ đổ nớc ra biển.
Địa hình vùng ven biển phần lớn có cao độ từ 2,0ữ3,0m, vùng sát biển,
cửa sông có cao độ từ 0,5ữ1,5m. Đỉnh triều trung bình hàng năm từ 1,2ữ1,3
m, đỉnh triều cờng 1,8m, đỉnh triều cờng gặp tâm bão lên tới 3,0ữ3,3m,
nớc mặn xâm nhập sâu vào đồng ruộng vùng sát biển và vùng cửa sông gây
thiệt hại lớn về ngời và tài sản của nhân dân các xã vùng ven biển. Hàng năm
cứ vào mùa ma bão, triều dâng là mối đe dọa lớn đối với ngời dân các xã
vùng ven biển.
Cùng với sự phát triển của đất nớc, trong những năm qua đợc sự quan
tâm của Trung ơng, cũng nh sự chỉ đạo của Tỉnh uỷ, UBND tỉnh, các huyện,
thị xã vùng ven biển ngày càng đợc quan tâm đầu t khai thác, cơ cấu sản
xuất chuyển đổi theo hớng giảm tỷ trọng nông nghiệp, tăng tỷ trọng công
nghiệp, dịch vụ, du lịch và nuôi trồng khai thác thuỷ, hải sản Kinh tế phát
triển, dân số tăng nhanh, nhiều công trình quan trọng nh giao thông, thuỷ lợi,
văn hoá, du lịchv.v đã đợc đầu t xây dựng làm thay đổi bộ mặt của các
huyện và thị xã vùng ven biển

Chu Quang Thành - CH17C1 9

2. mục đích của đề tài
- Nghiên cứu các biện pháp tăng cờng bảo vệ bờ biển Nghệ An;
- Tìm đợc giải pháp hợp lý;
- ứng dụng tính toán.
3. Cách tiếp cận và phơng pháp nghiên cứu
- Sử dụng phơng pháp tổng hợp, thống kê, phân tích lý thuyết v thực tế
chứng minh;
- Phân tích chọn phơng pháp tính v phần mềm tính toán hiện đại.
4. kết quả đạt đợc
- Tổng kết đánh giá nguyên nhân h hỏng bờ biển Nghệ An;
- Phân tích và chọn đợc giải pháp bảo vệ bờ biển hợp lý;
- p dụng sáng tạo phơng pháp tính v phần mềm hợp lý trong điều kiện
biên phức tạp.

Chu Quang Thành - CH17C1 11
Chơng 1
Tổng quan về công trình bảo vệ bờ biển


0,05<d<2,0mm. Độ dốc bãi biển lớn 1:5 đến 1:500. Bùn cát có chất lơ lửng và
chất đáy, trong điều kiện động lực bờ thông thờng, khi đờng kính hạt thô thì
chủ yếu là chuyển động do đẩy hoặc nhảy cóc, khi bùn cát hạn mịn thì chủ
yếu là chuyển động lơ lửng. Loại bờ biển này thờng tồn tại ở vùng không có
cửa sông hoặc ở vùng phụ cận cửa sông vừa và nhỏ mang bùn cát thô
+ Bờ biển cuội sỏi: Bờ biển đợc tạo thành bởi các loại hạt đờng kính
d2,0mm. Trong điều kiện động lực ven bờ thông thờng, chuyển động bùn
cát ít, chỉ khi có sóng to gió lớn mới có chuyển động bùn cát đáy. Nguồn gốc
bùn cát thờng là sản phẩm của sự phong hoá nham thạch tại chỗ.

Chu Quang Thành - CH17C1 13
- Từ góc độ diễn biến của bờ biển, có thể phân thành bờ biển bồi tích, bờ
biển xâm thực và bờ biển cân bằng chuẩn. Trong điều kiện tự nhiên, không thể
có bờ biển tuyệt đối cân bằng. Bờ biển đợc coi là cân bằng khi trong một chu
kỳ động lực thuỷ văn ( thờng lấy bằng năm thuỷ văn ), qua quá trình bồi tích
xâm thực, bờ biển về cơ bản đợc phục hồi nh diện mạo ban đầu. ở vùng bờ
biển bồi tích, đất liền hàng năm tiến ra biển nh ở mũi Cà Mau, Kim Sơn, cửa
sông Hồng Ngợc lại, ở vùng bờ biển xâm thực hàng năm biển lấn vào đất
liền, nh vùng bờ biển Hải Hậu( Nam Định)
1.3. Các dạng phá hoại đối với bờ biển
Xói lở bờ biển là một trong những quá trình thuộc loại phức tạp nhất trong
lĩnh vực động lực học biển và cha đợc nghiên cứu phát triển tới mức độ thoả
đáng nh một khoa học tơng đối chính xác. Vì vậy, việc lý giải nguyên nhân
của hiện trạng xói lở bờ biển Việt Nam chỉ đợc đặt ra ở mức độ hết sức sơ
bộ. Nói chung, một đoạn bờ biển cụ thể với cấu tạo đất đá cụ thể, bị xói lở có
thể do một trong ba nguyên nhân: nội sinh, nhân sinh và ngoại sinh, hoặc tổ
hợp cuả 2 hoặc 3 nguyên nhân đó.


Chu Quang Thành - CH17C1 15
H×nh 1-2: S¬ ®å x©m thùc bê biÓn díi t¸c ®éng cña sãng

Chu Quang Thµnh - CH17C1 16 H×nh 1-3: C¬ chÕ ph¸ ho¹i ®ª biÓn

Chu Quang Thµnh - CH17C1 17
1.4. Các loại công trình bảo vệ bờ biển đã đợc áp dụng
Để bờ biển không bị phá hoại dới tác dụng của các yếu tố động lực sông,
biển và các hoạt động khai thác của con ngời, hiện nay có rất nhiều biện
pháp xử lý nhằm ngăn triều, chắn sóng chống sạt lở bờ biển. Sau đây là một số
biện pháp công trình xử lý chống sạt lở bờ biển đã đợc sử dụng ở Việt Nam
cũng nh trên thế giới:
1.4.1. Đê biển:
Là loại công trình xây dựng dọc theo bờ biển, có nhiệm vụ ngăn triều,

19
1.4.4. Hệ thống đê chắn sóng( song song với bờ):
Là biện pháp công trình đợc xây dựng nhằm mục đích giảm sóng từ xa,
không để sóng lớn trực tiếp tác động vào bờ. Ngoài ra nó cũng có tác dụng
gây bồi vùng gần bờ.

Hình1-7: Đê chắn sóng dọc bờ
1.4.5. Rừng cây ngập mặn:
Trồng cây chắn sóng là một biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả, rừng cây
ngập mặn có tác dụng tiêu hao năng lợng sóng trớc lúc đến bờ nhờ lực cản
do thân, cành, tán, lá cây tạo ra trên đờng truyền sóng, làm giảm nhỏ chiều
cao sóng. Ngoài ra hệ thống rễ trên mặt đất của nó có tác dụng làm tăng khả
năng lắng đọng phù sa, nhờ vậy bãi biển đợc bồi cao dần lên, hình thành các
miền đất mới có thể quai đê lấn biển. Tuy nhiên giải pháp này chỉ thích hợp
với những vùng gần cửa sông, có bãi thoải và nguồn phù sa tơng đối dồi dào
1.4.6. Bồi đắp nhân tạo:
Đây là biện pháp dùng các phơng tiện để vận chuyển bùn cát từ nơi khác
đến bồi đắp cho vùng cần tôn tạo nh vùng bãi tắm, khu xây dựng.
1.4.7. Trồng cây trên cồn cát dọc bờ:
Là biện pháp trồng các hàng cây trên các cồn cát để chắn gió, ngăn chặn
cát bay.

Chu Quang Thành - CH17C1 20

Hình1-8: Rừng cây ngập mặn trớc đê biển
1.5. Kết luận chơng 1
Trên thế giới cũng nh ở Việt Nam vùng bờ biển là nơi thờng xẩy ra


H×nh 1-11: HiÖn tr¹ng bê biÓn x· Quúnh Long, huyÖn Quúnh Lu H×nh 1-12: HiÖn tr¹ng bê biÓn x· Quúnh Long, huyÖn Quúnh Lu
Chu Quang Thµnh - CH17C1 23
Chơng 2
Tổng quan về bờ biển và các công trình bảo vệ bờ biển
tỉnh nghệ an

2.1. Điều kiện tự nhiên vùng biển nghệ an.
2.1.1 Vị trí địa lý.
Tỉnh Nghệ An có bờ biển dài 82 km từ xã Quỳnh Lập ( huyện Quỳnh
Lu) đến xã Phúc Thọ ( huyện Nghi Lộc) trong phạm vi 18
P
0
P46 ữ 19P
0
P18 vĩ độ
Bắc, 105
P