nghiên cứu đánh giá nguyên nhân mất ổn định và giải pháp sửa chữa đê hữu cẩu - bắc ninh

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân mất ổn định và giải
pháp sửa chữa đê Hữu Cầu - Bắc Ninh " đã được tác giả hoàn thành đúng thời hạn
quy định và đảm bảo đầy đủ các yêu cầu trong bản đề cương đã được phê duyệt.
Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại h
ọc,
Khoa công trình, Trường Đại học Thuỷ lợi và toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn
này. Đặc biệt tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Vũ Quốc
Vương đã tận tình hướng dẫn và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá
trình thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Chi cục Đê điều và PCLB Bắc Ninh -
Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Ninh, Công ty CPTVXD NN&PTNT Bắc Ninh đã
giúp đỡ trong việc thu thập tài liệu nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Công ty CPTVXD
NN&PTNT Bắc Ninh nơi tác giả đang công tác cùng những người thân trong gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp đã khích lệ, ủng hộ, động viên về mọi mặt cho tác giả
hoàn thành luận văn này.
Do hạn chế về mặt thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế nên
trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, chắc chắn khó tránh khỏi những
thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ bảo tận tình của
các Thầy, Cô giáo và cán bộ đồng nghiệp
đối với bản luận văn.
Hà Nội, Ngày 16 tháng 08 năm 2013.
HỌC VIÊN


Nguyễn Trung Dũng

BẢN CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Trung Dũng, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong Luận văn là trung thực và chưa
được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào.

Tác giả



Nguyễn Trung Dũng

MỤC LỤC
Danh mục Trang
Mở đầu 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài và phạm vi nghiên cứu 3
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3
4. Kết quả dự kiến đạt được 4
5. Bố cục của luận văn 4
Chương 1: Tổng quan hệ thống đê điều trong và ngoài nước 5
1.1. T
ổng quan về công trình đê điều trên thế giới. 5
1.1.1. Lịch sử phát triển đê điều ngoài nước 5
1.1.2. Hệ thống đê điều Hà Lan 6
1.1.3. Hệ thống đê điều Mỹ 8
1.1.4. Hệ thống đê điều Nhật Bản 9
1.2. Tổng quan về công trình đê điều ở Việt Nam 10

1.2.1. Tình hình lũ và giải pháp phòng chố
ng 10
1.2.1.1. Đặc điểm tự nhiên Việt Nam và đồng bằng Bắc Bộ 10
1.2.1.2. Tình hình lũ lụt 11
1.2.1.3. Biện pháp phòng chống 12
1.2.2. Hệ thống đê sông Việt Nam 13
1.2.2.1. Lịch sử hình thành 13
1.2.2.2. Đặc điểm hệ thống đê sông Việt Nam 16
1.2.2.3. Cấu trúc địa chất và tính chất địa chất công trình của các lớp đất ở nền đê
1.2.2.4. Đặc đ
iểm địa chất thủy văn 18
1.2.2.5. Về cấu tạo thân đê 18
1.2.2.6. Về sự làm việc của đê sông 18
1.2.2.7. Những tác động của con người vào hệ thống đê 18
1.2.3. Mặt cắt ngang đặc trưng của đê sông 19
1.3. Kết luận chương 1 20

Chương 2: Xác định các nguyên nhân gây mất ổn định và dạng mất ổn định của
đê Hữu Cầu 21
2.1. Giới thiệu về đê Hữu Cầu 21
2.1.1. Khái quát quá trình hình thành 21
2.1.2. Hiện trạng tuyến đê hữu cầu 21
2.1.3. Điều kiện khí tượng thủy văn 25
2.1.3.1. Khí tượng 25
2.1.3.2. Thủy văn 26
2.1.4. Tài liệu địa hình địa mạo 27
2.1.4.1. Địa hình,
địa mạo 27
2.1.4.2. Địa chất thổ nhưỡng 28
2.1.5. Điều kiện dân sinh kinh tế 29

2.1.5.1. Dân số 29
2.1.5.2. Kinh tế 29
2.1.5.3. Văn hoá xã hội 30
2.1.5.4. Về môi trường 31
2.2. Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến sạt trượt, lún mái đê và vỡ đê31
2.2.1. Nguyên nhân chủ quan 31
2.2.2. Nguyên nhân khách quan 32
2.3. Các dạng mất ổn định của đê sông 35
2.3.1. Hư hỏng mái đê 36
2.3.2. Hư hỏng mặt đê 36
2.3.3. Phân tích sự làm việc của đê, các khả năng phá hoại sự làm việc
an toàn của đê 37
2.3.3.1. Loại khả năng phá hoại bình thường 37
2.3.3.2. Dạng khả năng phá hoại đặc biệt 40
2.4. Đánh giá tác động của dòng chảy đối với mái đê và đê 42
2.5. Đánh giá tác động của dòng thấm đối với đê 45
2.5.1.
Hiện tượng mạch đùn mạch sủi sảy ra trên tuyến đê Hữu cầu 45

2.5.2. Hiện tượng thẩm lậu sảy ra trên tuyến đê Hữu cầu 46
2.6. Đánh giá tác động của địa chất nền đê 48
2.7. Kết luận chương 2 48
Chương 3: Đề xuất giải pháp xử lý mất ổn định của đê hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh 49
3.1. Đắp bù và xử lý nền. 49
3.1.1. Đắp bù hoàn chỉnh mặt cắt đê. 49
3.1.1.1. Cấp công trình. 49
3.1.1.2. Xác định các tiêu chuẩn chỉ tiêu thiết kế. 50
3.1.1.3. Biện pháp thi công đắp bù hoàn chỉnh mặt cắt đê. 51
3.1.2. Xử lý nền đê. 52
3.2. Xử lý kè mái thượng lưu đê. 59

3.2.1. Các thông số kỹ thuật chính. 60
3.2.2. Các giải pháp kết cấu công trình. 60
3.3. Công nghệ xử lý bề mặt đê bằng bê tông tự lèn. 65
3.3.1. Khái quát về bê tông tự lèn ( BTTL). 66
3.3.2. Tổng quan về bê tông tự lèn trên thế gi
ới. 67
3.3.3. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng BTTL tại Việt nam. 68
3.3.4. Vật liệu chế tạo. 69
3.3.4.1. Hàm lượng nước. 69
3.3.4.2. Phụ gia mịn. 69
3.3.4.3. Cốt liệu nhỏ. 70
3.3.4.4. Cốt liệu lớn 71
3.3.4.5. Xi măng 71
3.3.5. Thiết kế cấp phối bê tông tự lèn. 71
3.3.6. Các phương pháp thí nghiệm hỗn hợp bê tông tự lèn. 73
3.3.6.1. Phương pháp xác định độ linh động ( độ
chẩy xoè ) của hỗn hợp BTTL
bằng phương pháp rút côn. 73
3.3.6.2. Phương pháp xác định khả năng chảy qua cốt thép của hỗn hợp BTTL
bằng L box 74

3.3.6.3. Phương pháp xác định khả năng chảy qua cốt thép của hỗn hợp BTTL
bằng U box. 75
3.4. Tính toán ổn định cho các phương án 77
3.4.1. Tính toán ổn định mái đê 77
3.4.1.1. Phương pháp tính toán 77
3.4.1.2. Số liệu tính toán 79
3.4.1.3. Kết quả tính toán 80
3.4.2. Tính toán phương án kè mái thượng lưu đê 83
3.4.2.1. Phương pháp tính toán 84

3.4.2.2. Các chỉ tiêu tính toán 84
3.4.2.3. Kết quả tính toán bằng phần mềm GEOSLOPE 85
3.5. So sánh và lựa chọ
n phương án thích hợp 87
3.5.1. Phương án đắp bù hoàn thiện mặt cắt đê 87
3.5.1.1. Kết quả tính toán 87
3.5.1.2. Phân tích phương án đắp áp trúc, tôn cao mở rộng mặt cắt đê 88
3.5.2. Xử lý kè mái thượng lưu đê 90
3.5.2.1. Kết quả tính toán ổn định 90
3.5.2.2. Tính toán kinh phí đầu tư 90
3.5.2.3. Lựa chọn giải pháp kết cấu 91
3.5.3. Xử lý bề mặt đê 92
3.5.3.1. Cườ
ng độ chịu nén 92
3.5.3.2. Cường độ chịu kéo 92
3.5.3.3. Giá thành 92
3.5.3.4. Mô đun đàn hồi 93
3.5.3.5. Khả năng chống cắt tại các mặt phẳng đổ. 93
3.5.3.6. Độ bền 93
3.6. Kết luận chương 3 94
Kết luận và kiến nghị 95
Tài liệu tham khảo 98

DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
Chương 1

Hình 1.1 Cồn cát - đê biển tự nhiên 6
Hình 1.2 Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan 6
Hình 1.3 Cắt ngang đê biển Afsluitifk - Hà Lan 7
Hình 1.4 Đê biển Afsluitifk - Hà Lan 8

Hình 1.5 Một số cấu kiện bảo vệ bờ 8
Hình 1.6 Một vài mặt cắt kè biển ở Mỹ 9
Hình 1.7 Hình ảnh công trình bảo vệ bờ trên thế giới 10
Hình 1.8 Một cảnh đắp đê thời Tr
ần 14
Hình 1.9 Các đê sông trong vùng đồng bằng sông Hồng 15
Hình 1.10 Đê sông Hồng ngày nay 16
Hình 1.11 Mặt cắt ngang đặc trưng của đê 19
Chương 2

21
Hình 2.1 Mặt cắt ngang địa chất điển hình đê hữu cầu 29
Hình 2.2 Một số hình ảnh mở rộng mặt đê đã được ứng dụng tại tỉnh Vĩnh Phúc 33
Hình 2.3 Tập kết vật liệu trái phép 33
Hình 2.4 Mặt cắt đê đại di
ện 34
Hình 2.5 Xe có tải trọnglớn đi lại trên đê 34
Hình 2.6 Một số dạng sạt lở mái đê 36
Hình 2.7 Một số hình ảnh sạt lở mái đê thực tế 36
Hình 2.8 Một số hình ảnh lún, sụt, bong vỡ mặt đê thực tế 37
Hình 2.9 Các dạng trượt mái đê 38
Hình 2.10 Dòng thấm qua đê và nền trong mùa lũ 38
Hình 2.11 Trượt mái đê cùng với nền 39
Hình 2.12 Dòng thấm trong thân đê khi lũ rút nhanh 40
Hình 2.13 Sự hình thành mạch
đùn, mạch sủi 40
Hình 2.14 thấm trong thân đê không đồng nhất 41
Hình 2.15 Sơ đồ các đường thấm tập trung trong đê 41

Hình 2.16 Các dạng hang thấm tập trung 42

Chương 3

49
Hình 3.1 Mặt cắt đắp áp trúc hoàn chỉnh mặt cắt đê Hữu Cầu 51
Hình 3.2 Sơ đồ tính toán khoan phụt vữa. 54
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí hố khoan phụt vữa 57
Hình 3.4 Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép 61
Hình 3.5 Kết cấu kè lát mái hộ chân rồng đá lưới thép kết hợp lăng thể đá hộc 62
Hình 3.6 Kết cấu kè lát mái hộ chân lăng thể
đá hộc 64
Hình 3.7 Thi công bê tông tự lèn và bê mặt bê tông tự lèn 67
Hình 3.8 Sử dụng BT tự lèn cho Mố neo của cầu Akashi-Kaikyo 68
Hình 3.9 Sử dụng BT tự lèn cho toà nhà T34 Trung Hoà 69
Hình 3.10 Phương pháp thiết kế thành phần của hỗn hợp bê tông tự lèn 72
Hình 3.11 Thí nghiệm xác định độ chẩy xoè của hỗn hợp BTTL 74
Hình 3.12 L-box thí nghiệm khả năng chảy qua cốt thép của hỗn hợp BTTL. 75
Hình 3.13 U-box thí nghiệm khả năng chảy qua cốt thép của hỗn hợp BTTL. 76
Hình 3.14 S
ơ đồ tính ổn định mái đê theo phương pháp cân bằng giới hạn 78
Hình 3.15 Sơ đồ tính toán trường hợp mực nước sông +8.4 80
Hình 3.16 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp
mực nước sông +8.4 80
Hình 3.17 Gradien thấm trong thân đê (J
max
=0.74) trường hợp mực nước sông
+8.4 81
Hình 3.18 Ổn định mái đê (K = 1,564) trường hợp mực nước sông +8.4 81
Hình 3.19 Sơ đồ tính toán trường hợp đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4 82
Hình 3.20 Đường bão hòa và đường đẳng cột nước trong thân đê trường hợp
đắp mở rộng mặt đê với mực nước +8.4

82
Hình 3.21 Gradient thấm trong thân đê (J
max
= 0.56) trường hợp đắp mở
rộngmặt đê với mực nước +8.4 83
Hình 3.22 Ổn định mái đê (Kmin = 2.218) trường hợp đắp mở rộng mặt đê với
mực nước +8.4
83

Hình 3.23 Tính toán với mặt cắt kè hiện trạng 85
Hình 3.24 Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá lưới thép 86
Hình 3.25 Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân bằng rồng đá lưới thép kết
hợp lăng thể đá hộc
86
Hình 3.26 Tính toán với mặt cắt kè lát mái hộ chân lăng thể đá hộc 87
Hình 3.27 Đắp mở rộng mặt cắt về phía sông
88
Hình 3.28 Đắp mở rộng mặt cắt v
ề phía đồng
89

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Chương 3

Bảng 3.1 Cao trình mực nước thiết kế tại trạm thủy văn. 50
Bảng 3.2 Cao trình mực nước kiệt tại trạm thủy văn. 60
Bảng 3.3
Thành phần cấp phối BTTL sử dụng tro bay nhiệt điện phả lại,
bột đá vôi và Silicafume.
73
Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền đê 79
Bảng 3.5 Bảng trị s
ố các đặc trưng cơ lý của lớp đất kè 84
Bảng 3.6 Bảng trị số các đặc trưng cơ lý đá thả rời 85
Bảng 3.7 Bảng kết quả tính toán ổn định kè 90
Bảng 3.8 Bảng so sánh kinh phí của từng phương án kết cấu (10m dài) 90
Bảng 3.9 Cấp phối BTTL 25MPa 92
Bảng 3.10 Cấp phối bê tông thường 25MPa 92

Bảng 3.11 Kết quả cường độ chịu nén của 2 cấp phối 25MPa so sánh 92
Bảng 3.12 So sánh giá thành 1m3 bê tông (
đơn vị tính: ngàn đồng) 93

1

MỞ ĐẦU
) Tính cấp thiết của Đề tài:
Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở đồng bằng châu thổ sông Hồng, trong vùng kinh tế
trọng điểm, phía Bắc giáp thủ đô Hà Nội. Hầu hết dân cư và diện tích đất của tỉnh
Bắc Ninh đều nằm trong vùng bảo vệ của các tuyến đê sông Cầu, sông Đuống, sông
Thái Bình và một phần hạ lưu sông Cà Lồ.

Do đó hệ thống đê điều ở Bắc Ninh có ý nghĩa chiến lược quan trọng, thực sự
là một công trình chủ yếu để phòng chống thiên tai, lũ lụt, bảo vệ cho 48.216 ha đất
của Tỉnh, 21.784 ha của thủ đô Hà Nội ( Gia Lâm, Đông Anh), 17.568 ha Hưng
Yên, Hải Dương, đời sống hàng nghìn gia đình, hàng trăm nhà máy, xí nghiệp, kho
tàng, nhiều khu công nghiệp lớn: Tiên Sơn, Quế Võ, Bắc Thăng Long – Nội Bài.
Nhi
ều công trình Văn hoá, Di tích lịch sử cách mạng được xếp hạng, nhiều tuyến
đường giao thông quan trọng: Quốc Lộ 1A, 1B, 18, 38… tuyến đường sắt Hà Nội –
Lạng Sơn và các công trình quân sự chiến lược Quốc Gia.

Hình 1: Bản đồ đê điều và PCLB tỉnh Bắc Ninh
2

Hệ thống đê điều của tỉnh Bắc Ninh với tổng chiều dài 241,39 km, trong đó đê
cấp I đến cấp III là 139,12 km, đê cấp IV là 47,749 km còn lại là đê bối. dọc theo
các tuyến đê có 33 kè hộ bờ và chống sóng mái đê, dưới đê có 123 cống lớn nhỏ
làm nhiệm vụ tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp và dân sinh kinh tế.

Tình hình chung điều tra cho thấy hệ thống đê điều tỉnh Bắc Ninh được hình
thành từ lâu đời, qua nhiều giai đoạn tu bổ, hiện còn nhiều tồn tại, tiềm ẩn nhiều
nguy cơ không thể lường trước đựơc. Nhiều đoạn đê chưa đảm bảo cao trình và mặt
cắt theo yêu cầu chống lũ, địa chất nền mềm yếu chưa được sử lý thường xuất hiện
đùn, sủi uy hiếp đến an toàn của đê, vật liệu đắp đê có hàm lượng pha cát nhiều,
nhất là thời kỳ trước kia đất đắp đê lẫn nhiều tạp chất, thiếu tính đồng nhất vì vậy
thường xuất hiện sự cố thẩm lậu mái đê phía đồng, sạt lở mái đê phía sông. Đặc biệt
là đối với sông Cầu, lòng sông hẹp, dòng chảy tiến sát chân đê, luôn có diễn biến
xói lở phức tạp, khó lường khi gặp tổ hợp bất lợi lũ cao có gió bão mạnh sẽ gây
nguy hiểm thường xuyên đe doạ đến an toàn của đê, khiến cho công tác hộ đê ở Bắc
Ninh rất căng thẳng, vất vả và tốn kém.
Đoạn đê Hữu Cầu (từ Km28+860 ÷ Km82+341) là trọng điểm chống lụt bão
của tỉnh Bắc Ninh, hàng năm thường xuất hiện các sự cố: thẩm lậu, mạch đùn, mạch
sủi, sạt trượt uy hiếp đến an toàn của đê. Nếu đoạn đê này xảy ra sự cố vỡ đê sẽ
đe doạ tính mạng, tài sản hàng nghìn người dân, gây thiệt hại cho nhà nước hàng
nghìn tỷ đồng, huyết mạch giao thông Bắc - Nam bị cắt đứt, các công trình Quân sự
bảo vệ thủ đô Hà Nội bị cô lập, thành phố Bắc Ninh - Trung tâm chính trị, kinh tế,
văn hoá của Tỉnh bị tê liệt hoàn toàn, hậu quả là không lường hết được.
Chính vì vậy, để phòng chống thiên tai, đảm bảo an toàn đời sống nhân dân
trong tỉnh và các vùng lân cận nhất là một phần Thủ Đô Hà Nội, việc nghiên cứu
đánh giá các nguyên nhân gây mất ổn định của đê Hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh và đề
xuất giải pháp khắc phục cho hệ thống đê tỉnh Bắ
c Ninh, nhất là với hệ thống đê
Hữu Cầu là rất cấp thiết. Vì vậy nên đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu đánh giá
nguyên nhân mất ổn định và giải pháp sửa chữa đê Hữu Cầu - Bắc Ninh " có ý
nghĩa thực tiễn cao.
3

)Mục đích của Đề tài và phạm vi nghiên cứu:
Mục đích đề tài

- Nghiên cứu đánh giá được các nguyên nhân gây mất ổn định đê Hữu Cầu
tỉnh Bắc Ninh.
- Đề xuất giải pháp khắc phục sự cố sạt lở mái đê, đảm bảo an toàn cho đê.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: ổn định đê Hữu Cầu và tác dụng kỹ thuật của các
giải pháp.
- Phạm vi nghiên cứu: trong khuôn khổ thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài
tập trung nghiên cứu ổn định của các giải pháp khắc phục sự cố cho tuyến
đê Hữu Cầu Đuống tỉnh Bắc Ninh.
) Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứ
u:
Nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về biện pháp xử lý nền đê yếu
kém để chọn hướng nghiên cứu.
# Phương pháp nghiên cứu.
Để đạt được mục đích đặt ra, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp điều tra khảo sát:
Thu thập điều tra các tài liệu liên quan
đến hiện tượng sạt mái bờ sông, lún và sạt trượt. Điều tra thực trạng xói
lở, tình hình diễn biến lòng dẫn, dân sinh, kinh tế, địa chất, khí tượng
thuỷ văn trong khu vực nghiên cứu. Phân tích tổng hợp các tài liệu đo
đạc khảo sát.
- Phương pháp hình thái:
Trên cơ sở phân tích tài liệu thực đo kết hợp với
phân tích ảnh viễn thám bằng các công cụ kỹ thuật tin học: Mapinfo để
nghiên cứu diễn biến lòng dẫn trong từng giai đoạn.
- Phương pháp mô hình toán
, ứng dụng mô hình toán SLOPE/W, vào

để
tính toán ổn định công trình.

- Tổng hợp đánh giá kiến nghị các giải pháp công trình so sánh ưu nhược
điểm của các giải pháp trên cơ sở đó kiến nghị giải pháp khắc phục nền
đê hiệu quả, an toàn và kinh tế.
4

) Kết quả dự kiến đạt được
- Tìm ra được nguyên nhân gây sạt mất ổn định đê, và phá hoại công trình
đê Hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh.
- Từ đó nêu ra các phương án công trình bảo vệ đê Hữu Cầu để làm cơ sở
cho công tác quản lý, cũng như thiết kế trên địa bàn tỉnh.
- Đưa ra giải pháp bảo vệ đê cho hệ thống đê Hữ
u Cầu tỉnh Bắc Ninh.
) Bố cục của luận văn:
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
Phần mở đầu
Sau một thời gian tập trung nghiên cứu, đến nay luận văn đã được hoàn thành
và được cấu trúc như sau.
Chương 1:
Tổng quan về công trình đê điều trên thế giới và ở Việt Nam.
Chương 2:
Xác định các nguyên nhân gây mất ổn định và dạng mất ổn định đê Hữu
Cầu tỉnh Bắc Ninh.
Chương 3:
Đề xuất giải pháp xử lý mất ổn định đê Hữu Cầu tỉnh Bắc Ninh.
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐÊ ĐIỀU TRÊN
THẾ GIỚI & Ở VIỆT NAM
1.1. Tổng quan về công trình đê điều trên thế giới.
1.1.1. Lịch sử phát triển đê điều ngoài nước.
Đê là một dãy đất nhân tạo hay tự nhiên kéo dài dọc theo các bờ sông hoặc bờ
biển. Cũng có khi người ta gọi các công trình tạm thời để ngăn nước ngập một khu
vực c
ụ thể như các bờ bao, các khu trồng cây ăn quả, các khu nuôi trồng thủy sản là
đê. Đê được phân thành đê tự nhiên và đê nhân tạo.
Đê tự nhiên là loại được hình thành do sự lắng đọng của các trầm tích trong
sông khi dòng nước này tràn qua bờ sông thường là vào những mùa lũ. Khi tràn qua
bờ, vận tốc dòng nước giảm làm các vật liệu trong dòng nước lắng đọng theo thời
gian nó sẽ cao dần và cao hơn bề mặt của đồng l
ụt (khu vực bằng phẳng bị ngập lụt).
Trong trường hợp không có lũ, các trầm tích có thể lắng dọng trong kênh dẫn và làm
cho bề mặt kênh dẫn cao lên. Sự tương tác qua lại này không chỉ làm cao bề mặt của
đê mà thậm chí làm cao đáy sông. Các đê thiên nhiên đặc biệt được ghi nhận dọc theo
sông Hoàng Hà, Trung Quốc gần biển nơi đây các con tàu đi qua ở độ cao mặt nước
cao hơn bề mặt đồng bằ
ng. Các đê thiên nhiên là đặc điểm phổ biến của các dòng
sông uốn khúc trên thế giới. Ở ven bờ biển thì các đụn cát cũng có thể coi là đê tự
nhiên.
Đê nhân tạo là đê do con người tạo nên, đê nhân tạo có thể là vĩnh cửu hoặc
tạm thời được xây dựng để chống lũ trong trường hợp cần thiết. Trong trường hợp
khẩn cấp loại đê tạm thời
được dựng lên trên đỉnh của đê hiện hữu. Vai trò chính
của đê nhân tạo là ngăn, chặn nước bảo vệ một vùng dân cư hoặc một phần diện tích
sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp nào đó. Hiện nay trên thế giới chủ yếu là đê nhân

tạo.
6



a. Cồn cát bờ biển b. Cồn cát khu vực Vlieland - Hà Lan
Hình 1.1: Cồn cát - Đê biển tự nhiên
Tổ hợp đê và các hạng mục khác trong hệ thống công trình phòng chống các
hiểm họa do thiên tai gây ra được các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia
có biển quan tâm. Tuy nhiên, tùy thuộc vào đặc điểm tự nhiên, khí hậu, địa hình và
trình độ phát triển của mỗi quốc gia mà các hệ thống này được phát triển ở mức độ
khác nhau.
1.1.2.
Hệ thống đê điều Hà Lan.
Là một đất nước có đến 2/3 diện tích thấp hơn mực nước biển, vì vậy vấn đề
an toàn hệ thống đê biển Hà Lan rất được quan tâm. Chính vì lẽ đó họ đã bằng mọi
cách bảo vệ vững chắc hệ thống đê trước tác động của thiên nhiên.

Hình 1.2: Bản đồ phân vùng tần suất thiết kế đê biển Hà Lan
7

ờ bin c xõy dng khụng cho phộp nc trn di tỏc ng ca súng bóo;
kt cu ca ờ c c bit quan tõm v c kim soỏt rt cht ch v cht lng
trong quỏ trỡnh xõy dng thụng qua mt y ban riờng thuc Nh nc.
Kt cu thõn ờ: ờ thng cú c c ngoi v c trong kt hp giao thụng. Tựy
theo mc quan trng m kt cu ca ờ cng khỏc nhau. Vi ờ khụng trc din
vi bin thng l ờ t vi lừi t hoc lừi cỏt bo v bng t sột, bo v mỏi
trong v ngoi bng hỡnh thc trng c, tn sut thit k cng thp hn. i vi
nhng ờ trc din vi bin thỡ lừi khụng khỏc so vi nhng ờ khỏc, nhng nn ờ
c x lý v gia c rt cn thn, lp bo v khỏ c bit. ú l cỏc khi bo v cú

xu hng chuyn t dng bn nh ang c s dng ph bin hin nay sang
dng ct tng n nh v d sa cha khi cú s c, b trớ c ngoi ln chit
gim ti a nng lng súng leo v súng trn nh, ng thi ú cng l ng giao
thụng kt hp ng sa cha, bo dng ờ khi cn thit. Vic bo v mỏi ngoi
v chõn ờ cng c xem l c bit quan trng trong xõy dng ờ bin. Ti nhng
vựng cú tỏc ng súng ln, bo v mỏi ngoi ờ v chõn ờ thng c tng cng
bng lp v hp bi cỏc cu kin bờ tụng ỳc sn, cú th theo hỡnh thc loi kt cu
t chốn hoc cỏc khi hỡnh lp phng (vớ d nh: Tetrapod, Accrepod, X-block
hay Cube), vi khi lng t vi tn n vi chc tn th phớa bói trc trit tiờu
bt nng lng súng trc khi súng vo n ờ.
Cát
Đất sét
Đất sét
Zmax
Z tb
Kè gia bảo vệ phía biển
Gia cố đỉnh đê
Zđồng
Đờng giao thông
Kè bảo vệ mái phía đồng

Hỡnh 1.3: Ct ngang ờ bin Afsluitdijk - H Lan
8

Hình 1.4: Đê biển Afsluitdijk - Hà Lan
a. Cấu kiện Accôpde bảo vệ bờ biển b. Cấu kiện Tetrapod bảo vệ bờ biển
Hình 1.5: Một số cấu kiện bảo vệ bờ
1.1.3. Hệ thống đê điều Mỹ.
Hệ thống đê biển ở Mỹ đa dạng hơn do địa hình nước này không giống Hà
Lan. Chính vì vậy chiến lược phòng chống thiên tai của Mỹ cũng khác dẫn tới kết

cấu của đê cũng khác. Ngoài những thành phố quan trọng ven biển thì dải bờ biển
rộng lớn của nước Mỹ là những khu vực không quá đông dân cư, đất lại rộng nên
chiến lược đối với các vùng này là xây dựng một cơ sở hạ tầng rất tốt với hệ thống
đường giao thông rộng, nhiều làn, nhiều kiểu để nếu rủi ro xảy ra thì sơ tán ra khỏi
vùng nguy hiểm rất nhanh. Vì vậy, kết cấu đê biển không quá kiên cố như ở Hà
Lan. Xu thế “tự nhiên” tác động ít nhất tới môi trường cũng là quan điểm phát triển
của Mỹ. Ở những khu vực xói lở tác động mạnh người Mỹ xây dựng các tường
9

chn súng, tng phỏ súng nh mt gii phỏp va gi n nh b, va chng li l
t bin. Riờng v cụng trỡnh kố bo v b M cng rt a dng, cỏc loi kố c
ỏp dng bao gm t kố ỏ , kố bờ tụng ti ch kiu bc, kố mng bờ tụng, kố
tm bờ tụng t chốn.
+2.70
Mực biển +0.00
Sỏi lót dy 0.3m
m
=
2
.
0
0
.
5
m
Dầm bê tông
0
.
3
m

Đổ đá hộc
Bờ biển tự nhiên
a. Kố ỏ ti Chesapeake, Maryland
0.3m
+2.7
+2.3
Hmax=+2.3
+0.40
Tấm cừ BT 0.9m
Bãi biển tự nhiên
3.5m
2.5m
Đắp đất
Bê tông
Cọc bê tông
0.15m
0.15m
0
.
4
0
m
0.30m
0.2m

b. Kố BT ti ch Cambridge, Maryland
+1.2m
+0.9m
0.30m
Bê tông

Đá vụn
Vải địa kỹ thuật
Cọc mak kẽm
MN
Đờng bờ tự nhiên
Khớp nối
c. Kố mng bờ tụng ti Jupiter, Florida
Cấu kiện dy 30cm
Cấu kiện dy 35cm
m
=
3
.
0
Cọc bê tông dự ứng lực
Dầm mũ
Tờng đỉnh
Dăm, sỏi lót
Vải địa kỹ thuật
Vải địa kỹ thuật
trải sâu nhất có thể
Đá hộc
0.00
+4.7m
+5.2m
+0.5m
-3.4m
0.3m
11cm93cm11cm
11cm93cm11cm

11cm93cm11cm

d. Kố tm bờ tụng ti Cedahurst, Maryland

Hỡnh 1.6: Mt vi mt ct kố in hỡnh ca M
1.1.4. H thng ờ iu Nht Bn.
L quc gia cú bn mt l bin, thng xuyờn b ng t, súng thn e da
vi nguy c phỏ hoi h thng ờ iu rt ln nờn Nht Bn cng c bit quan tõm
ti ờ ca sụng v ờ bin mc du t ai ca Nht Bn hu ht cao hn mc nc
bin. t nc ny, quy nh thit k vi tng loi ờ theo cp cụng trỡnh c
giỏm sỏt cht ch. ờ cng l mt cụng trỡnh a mc tiờu, trong ú vn giao
thụng c u tiờn hng u, chớnh vỡ vy ờ bin ca Nht Bn cng rt chnh th
.
10

Một đặc điểm quan trọng của hệ thống đê biển các nước phát triển là công
nghệ xây dựng tiên tiến; qui trình công nghệ được đảm bảo. Máy móc được áp dụng
trong mọi khâu của quá trình từ khảo sát, thiết kế, xây dựng, vận hành bảo dưỡng
nên những hỏng hóc nhỏ trong điều kiện bình thường rất ít xảy ra, trừ những sự cố
thiên tai lớn.

a. Công trình lấn biển ở Úc b. Công trình bảo vệ bờ ở Nhật Bản
Hình 1.7: Hình ảnh công trình bảo vệ bờ trên thế giới
Ở những nước như: Hà Lan, Đức, Bỉ, Anh, Đan Mạch, Mỹ, Nhật Bản. Ngoài
việc tăng cường hệ thống đê biển thì việc duy trì bãi trước như một giải pháp không
chỉ giúp tăng an toàn cho đê mà còn là chiến lược phát triển du lịch biển, vì vậy,
ngườ
i ta quan tâm đến những giải pháp mềm như: nuôi bãi, trồng rừng ngập mặn
v.v Các đội tàu hút cát hoạt động thường xuyên làm rộng các bãi tắm, tạo thêm
cảnh quan, dải đất ven biển được trồng cây chắn sóng, bài toán phát triển bền vững

môi trường sinh thái biển luôn được đặt ra trong các dự án phát triển.
1.2. Tổng quan về công trình đê điều ở Việt Nam.
1.2.1. Tình hình lũ và giải pháp phòng chống.
1.2.1.1. Đặc điể
m tự nhiên Việt Nam và đồng bằng Bắc Bộ:
Nước Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Đông Nam á, chịu ảnh
hưỏng trực tiếp của khí hậu lục địa Trung ấn từ phía Bắc và phía Tây với 2 hệ thống
sông lớn liên quốc gia theo hướng Tây Bắc - Đông Nam là sông Hồng và sông Cửu
Long, lại vừa chịu ảnh hưởng trực tiếp khí hậu biển Đông từ phía đông vàphía nam,
nơi giao giữ
a hai biển lớn: Thái bình dương và ấn độ dương, đồng thời nằm giữa ổ
11

bão biển Đông là một trong 5 ổ bão lớn nhất thế giới - Mùa bão trùng với mùa mưa,
địa hình phức tạp, đồng bằng thường hẹp và thấp trũng, núi cao sườn dốc, cây rừng
lại bị tàn phá ngày càng nghiêm trọng, do đó lũ bão xảy ra luôn có chiều hướng gia
tăng trong 3 thập kỷ nay ngày càng ác liệt, lụt bão luôn là mối đe doạ thường xuyên
đối với đời sống và sản xuất của nhân dân Việt Nam
[7]
.
Việt Nam có lượng mưa bình quân hàng năm từ 1.800 mm đến 2.500mm,
lượng mưa phân bổ không đều, 70-80% lượng mưa tập trung vào các tháng 7,8,9 (ở
Bắc bộ và Nam bộ) và các tháng 8,9,10 ở Trung bộ. Ngay trong các tháng mùa
mưa, lượng mưa cũng phân bổ không đều, thường tập trung vào một số đợt mưa
lớn. Lượng mưa ngày lớn nhất trung bình nhiều năm là 130-200 mm. Lượng mưa
một ngày lớn nất là 731 mm, lượng mưa một đ
êm lớn nhất (9/11/1984) là 702 mm,
lượng mưa 2 ngày lớn nhất (10/1983) ở Huế là 1217 mm. Lượng mưa phân bổ
không đều như trên là nguồn gốc sinh ra các con lũ ở các triền sông
[7]

.
Hệ thống sông suối ở Việt Nam có tổng chiều dài khoảng 25.000 km, tập trung
thành 3 hệ thống sông khá rõ rệt: hệ thống sông Hồng và sông Thái bình ở Bắc bộ,
hệ thống các sông ở miền Trung và hệ thống sông Cửu long, Đồng nai ở Nam bộ.
Do địa hình ở các miền khác nhau, các sông ở Nam bộ hiền hòa, các sôngở Bắc bộ
có độ dốc vừa phải, các sông ở miền Trung vừa ngắn vừa cố dộ
dốc lớn. Một số con
sông lớn bắt nguồn từ các nước láng giềng chảy qua Việt Nam rồi ra biển như hệ
thống sông Hồng ở Bắc bộ, sông Cửu long ở Nam bộ
[7]
.
Tất các các con sông đến mùa mưa đều có lũ, mức độ ác liệt hàng năm có khác
nhau.
1.2.1.2. Tình hình lũ lụt.
Chỉ tính từ đầu thế kỷ 20, trên hệ thống sông Hồng và sông Thái bình (ở Bắc
bộ) đã có 26 trận lũ lớn: lớn nhất là trận lũ lịch sử năm 1971, trước đó đã có trận lũ
năm 1945 từng được coi là trận lũ lịch sử (thấp h
ơn 1971 sau này). Mực nước lũ
1971 đã vượt quá khả năng chịu đựng của đê (mực nước ngoài sông lúc này cao hơn
mặt đất đồng ruộng ven đê từ 5-10 m). trong vòng 45 năm (từ 1900 - 1945) đã có 18
năm vỡ đê ở đồng bằng Bắc bộ, trung bình cứ 2 năm lại có một năm vỡđê, mất mùa.
12

Đặc biệt trận lũ năm 1945 làm vỡ 79 quãng đê gây ngập 11 tỉnh 312.000 ha đất
canh tác và khoảng 4 triệu người bị ảnh hưởng. Trận lũ năm 1971 làm vỡ 3 đoạn đê
lớn, gây ngập 250.000 ha và 2,7 triệu người bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Trận lũ năm 1986 tuy độ lớn mức lũ chỉ đứng vào hàng thứ 5 trong liệt số liệu
quan trắc từ đầu thế kỷ đến nay song cũng gây vỡ một đoạn đê sông Hồng (Trung
Châu - Đan Phượng) và sập 1 cống dưới đê sông Cầu - Quế Võ Hà Bắc. Năm 1906
ở Bình Định, năm 1983 ở Huế, năm 1952 ở các tỉnh miền Đông Nam bộ và năm

1964 ở hầu hết các tỉnh khu 5 cũ (Trung bộ) đều có lụt lớn, gây nhiều thảm cảnh
tang tóc. Lũ trên sông Cửu Long (kể cả các nhánh) xảy ra vào các năm 1961, 1966,
1978, 1984, 1991 c
ũng đã làm ngập hàng chục vạn ha lúa của dồng bằng sông Cửu
long (Nam bộ)
[7]
.
Tình hình lũ dường như cũng xảy ra nghiêm trọng trong những năm gần đây ở
các tỉnh miền núi phía Bắc và Tây nguyên như: Lạng sơn, Cao bằng (1986); Lai
châu, Đak Lak, Bắc Thái (1980); Sơn la, Lai châu (1991) một số vùng dân cư tập
trung và phần lớn các hạ tầng cơ sở của 2 thị xã Lai châu, Sơn la đã bị dòng lũ quét
cuốn trôi tàn phá trong 2 năm 1990, 1991
[7]
.
1.2.1.3. Biện pháp phòng chống.
Với tầm quan trọng đặc biệt của hệ thống sông Hồng, ngay từ những năm
1960, Đảng và Nhà nước ta đã thiết lập Uỷ ban trị thủy và khai thác sông Hồng do
Phó Thủ tướng làm chủ tịch, Bộ Thủy lợi là Văn phòng thường trực.
Sau trận lũ lịch sử năm 1971, Đảng và Nhà nước ta quyết định về biện pháp phòng
chống lũ cho h
ệ thống sông Hồng là:
1) Trồng và bảo vệ rừng đầu nguồn để hạn chế khả năng tập trung lũ về hạ du.
2) Xây dựng các hồ chứa nước loại lớn và loại vừa ở thượng nguồn sông.
3) Củng cố hệ thống đê.
4) Chuẩn bị chu đáo để làm tốt việc phân lũ, chậm lũ khi cần thiết.
5) Giải phóng lòng sông, khai thông dòng chảy để
thoát lũ.
6) Tăng cường công tác hộ đê phòng lụt.
13

Đến nay những biện pháp đó đã được triển khai tích cực và vẫn còn nguyên giá
trị của nó, song có những mặt chúng ta thiếu biện pháp kiên trì tổ chức thực hiện
như trồng rừng, giải phóng lòng sông
[7]
.
Với mục tiêu chống được con lũ tương đương năm 1971 (tần suất 0,4%), cần vận
hành điều tiết hồ Hòa Bình và Thác Bà khi gặp lũ thường xuyên để giữ cho mức
nước Hà Nội không vượt qua báo động III (11,50 m). Nếu gặp lũ có tần suất lớn
hơn như lũ năm 1986 mức nước Hà Nội lên đến 12,35 m, lũ năm 1996 lên đến
12,48 m nếu xảy ra lũ nhưnă
m 1971 thì mức nước tại Hà Nội 13,3 m. Nhưng nếu
gặp lũ như năm 1971 với dạng lũ năm 1964, 1969 thì khó có thể giữ được mức
nước tại Hà Nội là 13,30 m, khi đó phải tính đến biện pháp phân lũ qua sông Đáy
[7]
.
Tháng 8 năm 1998 Thủ tướng Chính phủ ra Thông báo 164 TB/TW ngày
3/9/1998 đã nêu:
- Xây dựng các chỉ tiêu ban bố tình trạng khẩn cấp về thiên tai.
- Xây dựng các phương án xử lý lũ đặc biệt lớn và quyết định phân lũ.
- Và "phải xây dựng phương án lâu dài, bền vững về củng cố đê, xây dựng hệ
thống đê điều trong cả nước, đặc biệt hệ thống sông Hồng để đủ sức b
ảo vệ sự phát
triển bền vững về kinh tế xã hội an ninh quốc phòng cho đồng bằng sông Hồng và
thủ đô Hà Nội"
[7]
.
1.2.2. Hệ thống đê sông Việt Nam.
1.2.2.1. Lịch sử hình thành.
Lịch sử ghi nhận quá trình hình thành hệ thống đê điều Việt Nam từ thời Lý -
Trần, vừa mới lên ngôi Lý Công Uẩn vị vua đầu tiên của một triều đại được đánh giá là

"mở đầu công việc xây dựng đất nước bước vào quy mô lớn, đặt nền tảng vững chắc và
toàn diện cho sự
phát triển của dân tộc và của quốc gia phong kiến độc lập". Đắp đê trị
thủy đã trực tiếp ảnh hưởng đến quyền lợi của quốc gia không thể phó mặc cho sự tự
phát cửa dân chúng. Đến năm 1077 triều đình đứng ra chủ trương đắp những con đê
quy mô lớn. Theo Việt sử lược, thì năm ấy nhà Lý cho đắp đê sông Như Nguyệt (Sông
Cầu) dài 67.380 b
ộ (khoảng 30 km).
14

Sang đến đời Trần đã cho đắp thêm theo từng tuyến sông chính từ đầu nguồn ra
đến biển, tôn cao đắp to những đoạn đã có, đắp thêm những đoạn nối, cải tạo một số
tuyến vòng vèo bất hợp lý. Về cơ bản những tuyến đê đó gần giống như ngày nay, nhất
là tuyến đê sông Hồng và sông Cầu. Về kỹ thuật đắp đê th
ời kỳ này là bước một bước
nhảy vọt, tạo nên thế nước chảy thuận hơn mặt khác cũng phải có những tiến bộ kỹ
thuật nhất định mới có thể xác định được tuyến đê, chiều cao đê từng đoạn cho phù hợp
với đường mặt nước lũ.
Ngoài việc đắp đê nhà Trần còn rất coi trọng công tác hộ đê phòng lụ
t, đặt
thành trách nhiệm cho chính quyền các cấp. “Năm nào cũng vậy, vào tháng sáu,
tháng bảy (mùa lũ) các viên đê sứ phải thân đi tuần hành, thấy chỗ nào non phải tu
bổ ngay, hễ biếng nhác không làm tròn phận sự để đến nỗi trôi dân cư, ngập lúa mạ,
sẽ tùy tội nắng nhẹ mà khiển phạt”.

Hình 1.8: Một cảnh đắp đê thời Trần
Các triều đại phong kiến sau này dựa vào đó mà tiếp tục phát triển hệ thống đê
điều đã có và phát triển tiếp lên. Theo sách Đại Nam thực lục thì dưới triều Nguyễn
năm đó vua còn cho đắp bảy đoạn đê mới ở Bắc Bộ.
Đến tháng 9 năm 1809, triều Nguyễn đã ban hành điều lệ về đ

ê điều ở Bắc Bộ với
các quy định rất chặt chẽ về việc kiểm tra, phòng chống lũ và gia cố hệ thống đê
điều hàng năm.
Thời kỳ Pháp thuộc, với tư cách là người thống trị, thực dân Pháp nhận thức
ngay được tầm quan trọng và kinh tế chính trị Bắc Kỳ. Vì vậy ngay từ những ngày
đầu thiết lập nền đô h
ộ, chính quyền Pháp cũng rất chú trọng đến tình hình đê điều
và trị thuỷ của Việt Nam. Trong quá trình cai trị của mình chính quyền Pháp đã gặp
15

phải không ít những thiệt hại do thiên tai, lũ lụt gây ra, đặc biệt nghiêm trọng như
trận lũ lịch sử năm 1915 gây thiệt hại rất nghiêm trọng về người và nhà cửa. Sau
trận lụt lịch sử đó, trước áp lực của dư luận, chính quyền thực dân mới nghiên cứu
thực hiện một kế hoạch đắp đê Bắc bộ tương đối quy mô, trong đó có nhiề
u biện
pháp mà ngày nay chúng ta vẫn còn nhắc tới như: Tái sinh rừng thượng nguồn để
chậm lũ; xây dựng hồ chứa ở thượng nguồn để cắt lũ; đắp đê cao hơn mức lũ đặc
biệt; củng cố đê hiện tại và tôn cao đến mức an toàn tuyệt đối…
Hệ thống đê điều Việt Nam hiện nay có khoảng hơn 8.000 km đê, trong đó hơ
n
5.000 km là đê sông, còn lại là đê biển với khối lượng đất ước tính là 520 triệu m
3
.
Sự hình thành hệ thống đê thể hiện sự đóng góp, cố gắng của nhân dân trong suốt
nhiều thế kỷ qua. Mặc dù tại một số nơi đê còn chưa đảm bảo tính ổn định cao đối
với lũ lớn tuy vậy vai trò bảo vệ của các tuyến đê sông hay hệ thống đê biển là rất to
lớn và không thể phủ định.
Hàng năm, hệ thố
ng đê này đều được đầu tư củng cố, nâng cấp, đặc biệt là đối
với đê sông sau khi xảy ra lũ lớn đã từng bước củng cố vững chắc đáp ứng được yêu

cầu chống lũ đặt ra của từng thời kỳ.

Hình 1.9: Các đê sông trong vùng đồng bằng sông Hồng