i

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả Luận văn xin cam đoan bản Luận văn này là công trình nghiên
cứu của cá nhân tác giả. Các số liệu kết quả nêu trong Luận văn này là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào
khác. Các nguồn tài liệu tham khảo đã được thực hiện trích dẫn đúng quy
định.
Tác giả Luận văn

Nguyễn Thanh Trung


ii

LỜI CÁM ƠN
Trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài này tôi được gia đình, bạn bè
và đồng nghiệp tận tình giúp đỡ về mặt tinh thần cũng như vật chất. Bên cạnh đó,
nhà trường đã tạo điều kiện cũng như quý thầy cô đã tận tình dạy bảo hướng dẫn.
Tôi xin chân thành cám ơn đến :
- Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi.
- Tất cả quý Thầy Cô Trường Đại học Thủy lợi.
- Tất cả quý Thầy Cô và các nhân viên Cơ sở 2 – Đại học Thủy lợi
Và lòng biết ơn sâu sắc đến: GV hướng dẫn TS Nguyễn Duy Khang đã tận
tình giúp đỡ trong việc chọn đề tài, tìm tài liệu cũng như quá trình thực hiện luận
văn.
Trong thời qian thực hiện đề tài bản thân tôi đã hết sức cố gắng, nỗ lực để đạt
được kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều sai sót kính mong sự đóng góp ý
kiến của quý Thầy Cô và các bạn. Một lần nữa, xin gởi đến quý Thầy Cô, bạn bè và
đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất.
Trân trọ ng cả m ơ n!



iv

1.2.7 Nông nghiệp và nông thôn...........................................................................29
1.2.8 Công nghiệp, thương mại, dịch vụ và du lịch..............................................29
1.2.9 Giao thông và vận tải ...................................................................................30
1.2.10 Cơ sở hạ tầng khác.....................................................................................31
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1...................................................................................31
CHƯƠNG 2..............................................................................................................32
THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ VÀ BỒI LẤP KHU VỰC
NGHIÊN CỨU.........................................................................................................32
2.1 THỰC TRẠNG XÓI LỞ, BỒI LẤP VÀ QUY LUẬT DIỄN BIẾN BỜ BIỂN.32
2.1.1 Nghiên cứu thực trạng xói lở, bồi lấp theo phương pháp phân tích ảnh viễn
thám...........................................................................................................................32
2.1.2 Thực trạng xói lở, bồi lấp bãi biển...............................................................35
2.2 NGUYÊN NHÂN CHUNG GÂY XÓI LỞ CHO BỜ BIỂN TỈNH BÀ RỊA –
VŨNG TÀU ..............................................................................................................37
2.2.1 Yếu tố địa hình.............................................................................................37
2.2.2 Yếu tố sóng. .................................................................................................37
2.2.3 Yếu tố thủy triều. .........................................................................................37
2.2.4 Yếu tố dòng chảy tổng hợp..........................................................................37
2.2.5 Yếu tố bùn cát. .............................................................................................38
2.2.6 Dòng chảy từ sông. ......................................................................................39
2.3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY XÓI LỞ,
BỒI LẤP BỜ BIỂNVÙNG NGHIÊN CỨU.............................................................41
2.3.1 Xói lở ảnh hưởng của hướng bờ biển và cấu tạo đường bờ ........................41
2.3.2 Tác động của gió và dòng chảy do gió ........................................................42
2.3.3 Tác động của sóng .......................................................................................45
2.3.4 Tác động của dòng triều ..............................................................................46

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1- 1: Hình ảnh mô hình vật lý nghiên cứu chi tiết về chế độ dòng chảy ven bờ
tại phòng thí nghiệm của công ty đa quốc gia Hr Wallingford, Anh Quốc [16] ........5
Hình 1- 2: Sơ đồ bố trí mặt bằng công trình chỉnh trị cửa sông Trường Giang (Trung
Quốc)...........................................................................................................................6
Hình 1- 3: Khối Tetrapot phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (trái) và khối
Ecopode, dùng để phá sóng ở Garachico - Tây Ban Nha (phải),[16] .........................7
Hình 1- 4: Kè mỏ hàn chắn sóng, làm nơi trú ẩn của tàu bè ở Krijal, Croatia (trái),
kè mỏ hàn chắn sóng ở cảng Zapuntel - Molat, Croatia (phải),[16] ...........................7
Hình 1- 5: Sơ đồ các giải pháp bảo vệ đê biển[16][1][11]........................................11
Hình 1- 6: Mặt cắt đê biển và kè biển điển hình[16] ................................................12
Hình 1- 7: Kè biển Nghĩa Phúc, Nam Định (trái) và kè đê biển Gò Công, Tiền
Giang (phải) ..............................................................................................................13
Hình 1- 8: Sơ đồ bố trí hệ thống mỏ hàn gây bồi, tạo bãi[16] ..................................14
Hình 1- 9: Kè mỏ hàn ở New Jersey, Mỹ bị xói ở hạ lưu (trái) và kè mỏ hàn ở bờ
biển Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh[16].........................................................................15
Hình 1- 10: Vùng chuyển tiếp phía hạ lưu của hệ thống kè mỏ hàn (Nguồn: US
Army Engineering Corps, 2008). ..............................................................................15
Hình 1- 11: Sơ họa giải pháp công trình đê phá sóng dạng rời (Nguồn: US Army
Engineering Corps, 2008). ........................................................................................16
Hình 1- 12: Đập chắn sóng bảo vệ bờ và dạng bờ kiểu salient ở Presque Isle,
Pennsylvania, Mỹ (Nguồn: US Army Engineering Corps, 2008) ............................16
Hình 1- 13: Khối Tetrapod phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (trái) và kè mỏ hàn
bằng các khối bê tông tam giác ở Enoshima, Nhật Bản (phải),[16] .........................17
Hình 1- 14: Túi Geotube chống xâm thực giữ bãi ở Lộc An (tỉnh Bà Rịa - Vũng
Tàu)[16].....................................................................................................................17



viii

Hình 2- 10: Những người Thái Lan chuyển khoáng sản khai thác trái phép lên bờ và
đã ngang nhiên cắm cờ của họ trên bờ biển huyện Xuyên Mộc. ..............................48
Hình 2- 11: Ghe đang hút cát tại vùng ven bờ phường 12, TP. Vũng Tàu. .............49
Hình 2- 12: Biển đang từng ngày lấn vào đất liền tại P. 11, TP. Vũng Tàu. ...........49
Hình 2- 13: Bờ biển bị sạt lở tại Lộc An (Ảnh Viện Kỹ thuật Biển).......................49
Hình 2- 14: Các nguyên nhân chính gây xói cho KVNC..........................................51
Hình 2- 15: Các nguyên nhân chính gây bồi cho KVNC..........................................51

Hình 3- 1: Mặt bằng tổng thể giải pháp đề xuất........................................................53
Hình 3- 2: Sơ họa định nghĩa các thông số thiết kế của hệ thống công trình đê ngầm
kết hợp mỏ hàn ..........................................................................................................56
Hình 3- 3: Thông số thiết kế của đê ngăn cắt............................................................61
Hình 3- 4: Thông số thiết kế của đê phá sóng...........................................................61
Hình 3- 5: Mặt cắt ngang điển hình đê ngăn cát ổn định tuyến luồng ......................69
Hình 3- 6:Kết cấu đê ngầm giảm sóng trên mặt cắt ngang điển hình .......................76
Hình 3- 7: Kết quả tính toán mặt trượt khi mực nước rút đến chân đê ngầm ...........77
Hình 3- 8: Kết quả tính toán mặt trượt khi mực nước đạt cao trình thiết kế ............77
Hình 3- 9: Kết quả trường dòng chảy khi triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông Bắc
cao 1,92m tại biên (kịch bản 1-1), khi công trình chưa xây dựng ............................82
Hình 3- 10: Kết quả trường dòng chảy khi triều lên, mùa khô, sóng hướng Đông
Bắc cao 1,92m tại biên (kịch bản 1-2), khi công trình có xây dựng .........................82
Hình 3- 11: Kết quả trường dòng chảy khi triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam
cao 1,28m tại biên (kịch bản 2-1), khi chưa có công trình .......................................83
Hình 3- 12: Kết quả trường dòng chảy khi triều lên, mùa khô, sóng hướng Tây Nam
cao 1,28m tại biên (kịch bản 2-2), khi có công trình. ...............................................83
Hình 3- 13: chiều cao sóng lớn nhất trong điều kiện không có công trình...............84


và pha triều khác nhau [6] [11][16][17][18] .............................................................40
Bảng 2- 3: Tần suất gió (2000 - 2008) theo hướng và cấp gió tại khu vực ven bờ cửa
Lấp (trích từ mô hình khí hậu toàn cầu CFSR).........................................................43

Bảng 3- 1: Kết quả tính toán hệ số truyền sóng theo các phương pháp khác nhau ..58
Bảng 3- 2: Chiều dài đê ngầm xác định theo các phương pháp kinh nghiệm ..........58
Bảng 3- 3: Bảng tính trọng lượng khối phủ (G)........................................................62
Bảng 3- 4: Bảng tính chiều dày khối phủ mái (dt)....................................................63
Bảng 3- 5: Bảng tính số lượng khối bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (Nk) ...............63
Bảng 3- 6: Bảng tính khối lượng bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (A) .....................64
Bảng 3- 7: Bảng tính lún đê ......................................................................................65
Bảng 3- 8: Bảng tính tổng trọng lượng đá và Tetrapod dưới MNTT (G1) ...............68
Bảng 3- 9: Bảng tính tổng trọng lượng đá và Tetrapod trên MNTT (G2).................69


xi

Bảng 3- 10: Bảng tính tổng các lực đứng tác dụng lên đáy công trình (G) ..............69
Bảng 3- 11: Bảng tính trọng lượng khối phủ (G)......................................................71
Bảng 3- 12: Bảng tính chiều dày khối phủ mái (dt)..................................................71
Bảng 3- 13: Bảng tính số lượng khối phủ bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (Nk) ......72
Bảng 3- 14: Bảng tính khối lượng bê tông phủ mái (tính cho 1m2) (A) ...................72
Bảng 3- 15: Bảng tính lún đê ...................................................................................73
Bảng 3- 17: Các kịch bản tình toán trong đề tài........................................................81


xii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT


Do hiện tượng dịch chuyển, bồi lấp luồng lạch đã gây ra nhiều vụ tai nạn cho
các tàu đánh bắt hải sản, gây tổn thất lớn về tài sản và tính mạng của các ngư dân.
Để cải thiện tình hình, chính quyền địa phương đã phải tiến hành thực hiện giải
pháp tình thế, cho phép tiến hành nạo vét khơi thông luồng. Tuy nhiên, việc nạo vét
không đem lại kết quả như mong muốn. Ngoài ra, vấn đề xói lở ven bờ ngày càng
nghiêm trọng, làm hàng trăm ha bãi biển và đồi cát ven bờ biến mất. Vì vậy, vấn đề
nghiên cứu tổng thể vùng cửa biển cửa Lấp, đề xuất các giải pháp kĩ thuật nhằm
khắc phục, chỉnh trị hiện tượng dịch chuyển luồng lạch, xói lở, bồi lấp tại các vùng


2

biển này đang là vấn đề rất bức xúc của lãnh đạo địa phương, các doanh nghiệp và
dân cư ở khu vực này.
2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
2.1 Mục tiêu
- Đánh giá thực trạng và quy luật diễn biến cửa sông ven biển tại cửa Lấp tỉnh
Bà Rịa - Vũng Tàu;
- Xác định các nguyên nhân gây xói lở, bồi tụ bờ biển khu vực nghiên cứu;
- Đề xuất giải pháp khắc phục tổng thể cho bờ biển cửa Lấp và giải pháp công
trình hợp lý giảm sóng gây bồi khu vực đê xung yếu.
2.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài
Phạm vi nghiên cứu là vùng ven biển cửa Lấp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nằm hơi
lệch về phía Đông Bắc trong tiểu vòng cung được tạo thành bởi mũi Kỳ Vân và mũi
Nghinh Phong. Đây là tiểu vòng cung xảy ra hiện tượng bồi lấp và xói lở theo chu
kỳ mùa hết sức phức tạp.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Kế thừa các nghiên cứu trước. Thu thập, phân tích số liệu thống kê về gió,
mưa, bão, thủy triều, các số liệu quan trắc và tính toán theo mô hình thuộc khu vực
nghiên cứu và lân cận;

trên thế giới phải kể đến các công cụ, thiết bị điện tử đo đạc hiện trường, định vị
toàn cầu, cập nhật được số liệu nhanh, đầy đủ và chính xác.
Về mô hình toán, đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới đó là: Hệ
thống mô hình họ MIKE 21, cho phép giải quyết các vấn đề mực nước và dòng
chảy 2 chiều, sự vận chuyển và khuếch tán của các chất hòa tan và lơ lửng, bùn cát,
sự lan truyền dầu; sự lan truyền của sóng biển, tính toán sa bồi ở vùng cửa sông và
ven biển. Mô hình toán MIKE 3, cho phép tính toán dòng chảy và bùn theo không
gian 3 chiều, rất thích hợp để nghiên cứu bài toán sa bồi, xói lở cho vùng cửa sông,
ven biển. Mô hình toán Ansys, phần mềm Litpack có khả năng mô phỏng quá trình
diễn biến đường bờ biển theo không gian và thời gian, đánh giá tác động của công
trình ven biển, tối ưu hóa hệ thống công trình ven biển, thiết kế và đánh giá hiệu
quả công trình biển.
Ngoài ra phải kể đến một số mô hình thông dụng khác như Delft3D: bộ phần
mềm 2D/3D mô hình hoá thủy lực, lan truyền chất, sóng, vận chuyển bùn cát, biến
đổi đáy của WL|Delft Hydraulics, Hà Lan; SMS: bộ phần mềm 2D/3D mô hình hoá
thủy lực, lan truyền chất, sóng, vận chuyển bùn cát, biến đổi đáy của Aquaveo, Mỹ.
Về mô phỏng quá trình thủy động học vùng ven bờ có những tiến bộ về mặt lý
thuyết cũng như công nghệ, vật liệu mới mô hình hóa các hiện tượng tự nhiên bằng
mô hình vật lý thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, cho phép theo dõi quá trình diễn
biến hiện tượng tự nhiên đã, đang và sẽ xảy ra sau khi công trình hoàn thành, ở các
mốc thời gian xác định, với độ chính xác cao.


5

Hình 1- 1: Hình ảnh mô hình vật lý nghiên cứu chi tiết về chế độ dòng chảy ven bờ
tại phòng thí nghiệm của công ty đa quốc gia Hr Wallingford, Anh Quốc [16]
Một trong những mô hình vật lý nghiên cứu chi tiết về chế độ dòng chảy ven
bờ trong mối quan hệ với tác động của sóng, gió, triều dâng, xói lở bờ biển đang
được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Công ty đa quốc gia HR Wallingford, Anh

Quốc).
Ngày nay, xu thế các giải pháp khoa học công nghệ được đề xuất ngày càng
thân thiện với môi trường hơn: Tạo bãi, nuôi bãi gây bồi, giữ bãi bằng cách trồng
cây chắn sóng, xây dựng các mỏ hàn ngầm giảm sóng, bố trí các mỏ hàn mềm dạng
túi cát đặt song song hoặc tạo một góc hợp lý với đường bờ. Những công trình loại
này đem lại hiệu quả rất lớn ở nhiều nước trên thế giới như Nga, Pháp, Trung Quốc.


7

Hình 1- 3: Khối Tetrapot phá sóng ở cảng St Francis, Nam Phi (trái) và khối
Ecopode, dùng để phá sóng ở Garachico - Tây Ban Nha (phải),[16]

Hình 1- 4: Kè mỏ hàn chắn sóng, làm nơi trú ẩn của tàu bè ở Krijal, Croatia (trái),
kè mỏ hàn chắn sóng ở cảng Zapuntel - Molat, Croatia (phải),[16]
Trước thực trạng trái đất nóng dần lên làm khối lượng băng tan ở hai cực, khối
lượng nước ở các đại dương bị dãn nở do nhiệt. Mặt khác một lượng nước ngầm
không nhỏ đã được khai thác, bổ sung vào nước mặt. Thể tích đại dương bị thu hẹp
do đất đá bề mặt lục địa bị bào mòn bồi lấp nhiều triệu năm nay. Nhiều nguyên
nhân khác mà con người chưa thể khám phá được, đã gây nên tình trạng nước biển
dâng cao dần, kéo theo một loạt vấn đề cần nghiên cứu, trong đó diễn biến xói bồi
dải ven biển không còn diễn ra theo quy luật trước đây, gây ảnh hưởng tới đời sống
kinh tế của nhiều nước, đặc biệt ở các nước có cao trình mặt đất tự nhiên thấp như:
Hà Lan, Bangladet, Việt Nam. Vấn đề biến đổi khí hậu, nước biển dâng được xem
là vấn đề lớn cần được làm rõ trong thời gian ngắn ở các nước này.


8

- Các nghiên cứu về giải pháp chống xói lở, bảo vệ bờ biển: Các nghiên cứu

- Nghiên cứu đê chắn cát giảm sóng Cửa Lò nằm ở bờ nam sông Cấm thuộc
huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An, cách thành phố Vinh 15 km. Được xây dựng từ
1947-1985.
- Các đề tài đã nghiên cứu thuộc cấp Bộ do Viện Khoa học Thủy lợi Miền
Nam chủ trì: Nghiên cứu dự báo xói lở, bồi lắng lòng dẫn và đề xuất các biện pháp
phòng chống cho hệ thống sông ở Đồng bằng sông Cửu Long; điều tra cơ bản vùng
cửa sông thuộc hệ thống sông Tiền, sông Hậu; điều tra khảo sát biến đổi hình thái
dải ven biển vùng Nam Trung Bộ và Nam Bộ;...
Ngoài ra, các công trình nghiên cứu nêu trên đã để lại nhiều tài liệu điều tra,
khảo sát cơ bản vô cùng quý giá về địa hình, thủy văn, hải văn, dân sinh, môi
trường; các yêu cầu bức xúc của phát triển kinh tế - xã hội vùng Tây Nam Bộ nói
chung, vùng ven biển nói riêng.
- Các nghiên cứu về vùng biển Đông, biển Tây Nam Bộ: Viện Hải Dương học
Nha Trang trong việc hợp tác thực hiện chương trình NAGA (1959 - 1961) và
chương trình hợp tác với Viện Sinh học Biển Đông (1976 - 1986) đã để lại bộ số
liệu rất quý về các yếu tố vật lý biển, môi trường và sinh thái biển.
- Các nghiên cứu liên quan đến đề tài trong thời gian gần đây: Nghiên cứu đề
xuất các giải pháp khoa học công nghệ phục vụ xây dựng hệ thống đê biển, đê ngăn
mặn cửa sông Nam Bộ của Trần Như Hối; Nghiên cứu đánh giá, tìm nguyên nhân
gây ra suy thoái rừng và đề xuất phương án bảo vệ, phát triển rừng phòng hộ đê
biển Gò Công tỉnh Tiền Giang của Nguyễn Ân Niên thực hiện từ 2005 đến 2007.
Kết quả các nghiên cứu đã để lại nhiều số liệu quý báu như:
- Chế độ sóng, gió: sóng tại vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng của chế độ gió
mùa Đông Bắc, Tây Nam.
* Đặc trưng sóng quan trắc tại khu vực ngoài khơi cửa Lấp – Vũng Tàu
+ Mùa gió Đông Bắc: Thời kỳ từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau tần
suất độ cao sóng có giá trị lớn nhất là hướng Đông Bắc (NE) và tiếp đến là hướng
Đông (E), các hướng còn lại giá trị tần suất xuất hiện rất nhỏ không đáng kể. Độ cao





11

Nam (S). Các hướng chủ đạo trên thể hiện vai trò của trường gió Đông Bắc (NE) và
trường gió Tây Nam (SW). Trong việc hình thành các trường sóng trong khu vực
ngoài khơi và khu vực dải 10 hải lý ven bờ của vùng nghiên cứu.
- Dòng chảy
+ Mùa hè: Hiện trường dòng chảy tổng hợp thời gian mùa mưa, trích tại thời
điểm sườn triều lên với hướng sóng chính chảy từ Đông Bắc lên Tây
Nam. Khu vực ven bờ cửa Lấp, tốc độ dòng chảy ven 0.08 đến 0.35m/s.
+ Mùa đông: Dòng chảy tổng hợp do điều kiện sóng và triều tại sườn triều lên
với hướng sóng chính từ Đông Bắc lên Tây Nam, hướng dòng chảy dọc bờ biến đổi
theo địa hình đường bờ và đáy biển. Khu vực ven bờ cửa Lấp, tốc độ dòng chảy ven
0.08 đến 0.3m/s[6] [11][16][17][18]
1.1.3 Tổng quan các giải pháp bảo vệ bờ biển trong và ngoài nước
Những giải pháp bảo vệ bờ biển thường được chia làm hai nhóm giải pháp là
phi công trình và công trình [1][4][7][8][10][13].

GIẢI PHÁP PHI
CÔNG TRÌNH

GIẢI PHÁP
BẢO VỆ
ĐÊ BIỂN

- Nâng cao nhận thức cộng đồng trong
bảo vệ đê biển, rừng phòng hộ;
- Quản lý khai thác rừng ngập mặn
phòng hộ hợp lý;

Đụn cát
Trồng rừng

Giải pháp
kết hợp

Mỏ hàn/đê phá sóng + nuôi bãi,
Mỏ hàn/đê ngầm phá sóng + trồng
rừng, …

Hình 1- 5: Sơ đồ các giải pháp bảo vệ đê biển[16][1][11]


12

Nhóm giải pháp phi công trình bao gồm việc tuyên truyền nâng cao ý thức
cộng đồng về việc bảo vệ rừng phòng hộ, các biện pháp quản lý đê điều, quy hoạch
định hướng phát triển, ban hành và triển khai các văn bản pháp quy liên quan đến
việc bảo vệ đê biển.
Nhóm giải pháp công trình được chia làm hai loại chính là giải pháp bảo vệ
trực tiếp và giải pháp bảo vệ gián tiếp. Giải pháp bảo vệ đê trực tiếp có mục đích là
gia cố mái đê phía biển chịu tác động trực tiếp của sóng, gió, dòng chảy và có ý
nghĩa quan trọng quyết định đến sự tồn tại của đê biển. Giải pháp bảo vệ bờ gián
tiếp có mục đích là làm giảm những tác động của sóng, gió và dòng chảy vào mái
đê bằng các công trình xa mái đê, bảo vệ chống xói lở bờ biển phía trước đê.
- Giải pháp công trình bảo vệ trực tiếp
Hình thức gia cố mái đê gồm có hai loại chính là trồng cỏ trên mái đê và kè
bảo vệ mái đê. Theo báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ “Nghiên cứu, đề xuất mặt cắt
ngang đê biển hợp lý với từng loại đê và phù hợp với điều kiện tự nhiên từng vùng
từ Quảng Ninh đến Quảng Nam” của Vũ Minh Cát và nnk (2008).

pháp cứng và nhóm giải pháp mềm. Các nhóm giải pháp này có các chức năng
chính là kiểm soát sóng và dòng chảy ven bờ cũng như sự vận chuyển bùn cát dọc