Bài giảng Thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ





?
? 2
Cuốn "Bài giảng thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ” được xuất bản lần đầu tiên
năm 2001 (NXB Xây Dựng, Hà Nội). Sách được in lại năm 2006 bởi NXB Từ Điển
Bách Khoa.
Sách đã góp phần tích cực cho việc giảng dạy môn Thiết kế đê và công trình bảo vệ
bờ cho sinh viên Đại Học Thủy Lợi, cũng như làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư
thiết kế, nghiên cứu.
Từ năm
2001 đến nay, sự nghiệp Thủy lợi nói chung và công tác củng cố, phát triển
đê điều, phòng chống lụt bão nói riêng đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Nhà
nước đã ban hành luật đê điều (2006). Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban
hành tiêu chuẩn ngành 14TCN 130 – 2002 – Hướng dẫn thiết kế đê biển. Hiện nay,
trên tiêu chuẩn ngành Hướng dẫn thiết kế đê sông cũng đang được chỉnh sửa để ba
n
hành. Riêng về khu vực Sông Hồng, Sông Thái Bình, chính phủ đã có quyết định số
92/2007/QĐ – TTg phê duyệt Quy hoạch phòng chống lũ hệ thống Sông Hồng và
Sông Thái Bình. Đây là những căn cứ quan trọng cho việc lập Quy hoạch, thiết kế, xây
dựng và quản lý toàn bộ hệ thống đê trong khu vực.
Trong lần tái bản này, một số nội dung của các văn bản nói trên đều được cập nhật.
Tuy nhiên, do tiêu chuẩn thiết kế đê sông chưa chính thức được ba
n hành nên một số
chỉ tiêu thiết kế vẫn trích dẫn theo các tài liệu có từ trước. Việc bổ sung, tái bản lần
này do GS.TS. Nguyễn Chiến thực hiện.
Do thời gian dành cho chỉnh sửa bị hạn chế nên chắc chắn vẫn còn nhiều bất cập
trong nội dung sách. Mọi góp ý cho nội dung sách xin gửi về Bộ Môn Thủy Công ,
Trường Đại Học Thủy Lợi, 175 – Tây sơn – Đống Đa – Hà Nội.

Bộ Mô
n Thủy Công trân trọng giới thiệu cùng độc giả cuốn Bài giảng thiết kế đê và
công trình bảo vệ bờ tái bản năm 2010 và mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp để
sách được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau

Bộ Môn Thủy Công



?
? 3
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 8
CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CHUNG VỀ ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ 11
1-1. Công trình thủy lợi và vị trí đê điều trong công trình thủy lợi 11
I- Nhiệm vụ của công trình thủy lợi: 11
II- Phân loại các công trình thủy lợi: 11
1-2. TổNG QUAN Về Hệ THốNG ĐÊ ĐIềU 13
I- Tình hình lũ lụt và giải pháp phòng chống: 13
II- Hệ thống đê sông đồng bằng Bắc bộ: 15
III- Mặt cắt ngang đặc trưng của đê: 17
1-3. Phân tích sự làm việc của đê, các khả năng phá hoại sự làm việc an toàn của đê 18
I. Loại khả năng phá hoại bình thường: 18
II. Dạng khả năng phá hoại đặc biệt: 20
1-4. Các công trình bảo vệ bờ 22
I- Công trình bảo vệ bờ sông: 22
II- Công trình bảo vệ bờ biển: 23
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 24
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA SÓNG VÀ NƯỚC DÂNG 25
2-1. Khái niệm chung 25

I. Các thông số của sóng: 25
II. Các phương pháp tính toán sóng: 26
2-2. Xác định các yếu tố tạo sóng 26
I. Gió: 26
II. Đà sóng (D): 28
III. Mực nước tính toán và chiều sâu nước trước công trình: 30
2-3. Tính toán các thông số của sóng theo phương pháp Crưlốp 30
I. Các thông số của sóng vùng nước sâu (h ≥ 0.5 Ls) 30
II. Các thông số của sóng vùng nước nông: 31
III. Các thông số của sóng tại vùng sóng đổ. 34
2-4. Tính toán các thông số của sóng biển theo biểu đồ Hincat 36
I. Trường hợp độ sâu nước h > 15 m (sóng nước sâu) 36
II. Trường hợp độ sâu nước h ≤ 15 m: 36
III. Các trường hợp riêng: 39
IV. Các ví dụ tính toán: 39
2-5. Tính toán chiều cao sóng leo 40
I. Trường hợp dốc đơn (mái nghiêng với một độ dốc): 40
II. Trường hợp mái dốc phức hợp có thềm giảm sóng: 41
2-6. Tính toán áp lực sóng 42
I. Áp lực sóng lên mái nghiêng: 42

?
? 4
II. Áp lực sóng lên các công trình bảo vệ bờ. 44
2-7. Tính toán chiều cao nước dâng do gió 49
I. Đối với hồ chứa và sông xa biển: 49
II- Đối với vùng cửa sông ven biển: 49
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 50
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐÊ 51
3-1. Cấp của công trình đê và tiêu chuẩn thiết kế 51

I- Cấp của đê: 51
II- Tiêu chuẩn phòng lũ của công trình đê: 52
III- Độ gia cao an toàn và hệ số an toàn ổn định của đê: 52
3-2. Tài liệu cơ bản dùng để thiết kế đê 54
I- Khí tượng, thủy văn: 54
II- Kinh tế - xã hội: 55
III- Địa hình công trình: 55
IV- Địa chất công trình: 56
3-3. Tuyến và hình thức kết cấu 57
I- Tuyến đê: 57
II. Chọn loại hình kết cấu đê: 58
3-4. Thiết kế mặt cắt đê 59
I. Quy định chung: 59
II. Cao trình đỉnh đê: 59
III. Kết cấu đỉnh đê: 60
IV. Mái đê và cơ đê: 61
V- Bảo vệ mái đê và tiêu nước mái dốc: 61
VI- Bộ phận chống thấm và tiêu nước cho đê và nền đê: 62
VII- Tường chắn sóng: 62
VIII- Vật liệu đắp đê và tiêu chuẩn đắp đê đất: 63
3-5. Tính toán thấm 63
I- Dòng thấm và tính toán ổn định thấm: 63
II- Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền không thấm nước: 64
III- Tính toán thấm của đê đất đồng chất trên nền thấm nước: 67
IV- Tính toán thấm không ổn định: 68
V- Tính toán Gradien chỗ dòng thấm thoát ra ở mái trong đồng: 69
VI- Đường bão hòa của đê đất đồng chất khi mực nước hạ xuống: 72
VII- Tính toán thấm của nền hai lớp và tính toán phản áp: 74
3-6. Tính toán ổn định đê 79
I. Những quy định chung: 79

II- Tính toán ổn định chống trượt: 80
3-7. Tính toán lún 84
I- Những quy định chung: 84
II- Phương pháp tính lún: 84
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 85

?
? 5
CHƯƠNG IV: KÈ BẢO VỆ MÁI DỐC 86
4-1. Khái niệm 86
4-2. Yêu cầu cấu tạo, phân loại và điều kiện ứng dụng của từng loại kết cấu kè bảo vệ mái dốc 88
I. Yêu cầu đối với kết cấu kè: 88
II. Phân loại kết cấu: 89
III. Phạm vi ứng dụng của một số hình thức kè bảo vệ mái dốc: 89
4-3. Sự làm việc của kết cấu kè mái. 89
I. Các tải trọng tác dụng và sơ đồ tính: 89
II. Một số dạng hư hỏng và nguyên nhân: 90
III. Một số ví dụ về quan điểm tính tải trọng lên lớp vỏ kè: 93
4-4. Thiết kế thân kè 94
I. Trọng lượng của hòn đá hoặc cấu kiện: 94
II. Chiều dày lớp phủ ngoài cùng của kè: 94
III. Các loại cấu kiện lát mái bằng bê tông đúc sẵn: 96
IV. Lỗ thoát nước và khe biến dạng: 96
4-5. Thiết kế tầng đệm, tầng lọc. 98
I. Tầng lọc ngược truyền thống: 98
II. Tầng lọc ngược sử dụng vải địa kỹ thuật (vải lọc): 98
4-6. Thiết kế chân kè. 98
1. Chân kè nông: 98
2. Chân kè sâu: 99
3. Kích thước viên đá ở khối chân kè: 99

4-7. Tính toán ổn định kè 100
1. Tính toán ổn định tổng thể: 100
2. Tính toán ổn định nội bộ lớp gia cố: 101
4-8. Phân tích xác suất sự cố kè mái đê biển. 102
1. Định nghĩa về sự hư hỏng: 102
2. Sự cố đê biển: 102
3. Ví dụ tính kích thước đá bảo vệ mái đê biển theo lý thuyết độ tin cậy: 104
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 106
CHƯƠNG V: CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ 107
A - BẢO VỆ BỜ SÔNG 107
5-1. Qui hoạch các công trình bảo vệ bờ sông 107
I- Khái niệm về tuyến chỉnh trị: 107
II- Các công trình bảo vệ bờ sông: 107
5-2. Thiết kế đập mỏ hàn 109
I- Khái niệm chung: 109
II- Bố trí mặt bằng các đập mỏ hàn 109
III- Kết cấu đập mỏ hàn. 111
5-3. Mỏ hàn mền 113
I- Bãi cây chìm: 113

?
? 6
II- Mỏ hàn cọc: 115
B- BẢO VỆ BỜ BIỂN 117
5-4. Qui hoạch các công trình bảo vệ bờ biển 117
1- Khái niệm về bờ biển: 117
2- Phân loại bờ biển: 117
3- Các dạng phá hoại đối với bờ biển: 117
4- Các loại công trình bảo vệ: 117
5-5. Rừng ngập mặn chống sóng 119

I- Tác dụng của rừng cây ngập mặn: 119
II-Điều kiện để phát triển rừng cây ngập mặn: 119
III- Các loại cây ngập mặn ở nước ta: 120
IV- Qui cách rừng ngập mặn: 122
5-6. Bố trí các loại công trình giảm sóng, giữ bãi 122
I- Bố trí chung: 122
II- Các loại hình thức kết cấu của đê mỏ hàn và đê dọc: 124
5-7. Thiết kế đê mỏ hàn, đê dọc xa bờ dạng tường đứng 125
I- Đê tường đứng dạng trọng lực: 125
II- Đê tường đứng bằng cọc cừ: 131
5-8. Thiết kế đê mỏ hàn, đê dọc xa bờ dạng mái nghiêng 136
I- Các dạng mặt cắt đê có mái nghiêng: 136
II- Xác định các kích thước mặt cắt ngang đê: 138
III- Trọng lượng ổn định của khối phủ mái nghiêng: 139
IV. Cấu tạo công trình mái nghiêng: 141
V. Tính ổn định công trình mái nghiêng: 143
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5 144
CHƯƠNG VI: GIA CỐ, SỬA CHỮA VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ ĐÊ 145
6-1. Khái quát 145
6-2. Gia cố đê 146
I- Đào đắp lại những chỗ sạt trượt cục bộ: 147
II- San lấp ao hồ ở khu vực ven đê: 147
III- Gia cố chống thấm thân đê: 147
IV- Xử lý tổ mối: 147
V- Xử lý nứt đê: 148
VI- Xử lý nền đê: 148
6-3. Cải tạo đê 152
6-4. Tôn cao, mở rộng đê 152
6-5. Xử lý sự cố đê trong mùa lũ 153
I- Sạt lở mái đê phía sông: 153

II- Sạt lở mái đê phía đồng: 154
III- Rò rỉ, sập tổ mối: 155
IV- Lỗ sủi, mạch sủi, mạch đùn bục đất, giếng phụt: 155
V- Nước lũ tràn đỉnh đê: 157

?
? 7
VI- Xử lý hư hỏng cống qua đê: 158
VII- Hàn khẩu đê: 158
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6 159
4. TRÌNH BÀY NGUYÊN TắC VÀ TRÌNH Tự Xử LÝ HÀN KHẩU ĐÊ Vỡ ?TÀI
LIỆU THAM KHẢO 159
TÀI LIỆU THAM KHẢO 160


?
? 8
LỜI NÓI ĐẦU
(Lần tái bản đầu tiên – 2001)
oOo

"THIẾT KẾ ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ" trình bày những kiến thức cơ
bản về bố trí, lựa chọn hình thức kết cấu và tính toán thiết kế đê sông, đê biển, kè bảo
vệ mái và các công trình bảo vệ bờ. Sách cũng đề cập tới những vấn đề về gia cố, sửa
chữa và xử lý sự cố đê.
Ở Việt Nam, hệ thống đê và các công trình bảo vệ bờ đóng một vai trò cực kỳ quan
trọng trong việc phòng chống và

giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ an toàn cho các trung tâm
văn hoá, chính trị, kinh tế, các vùng dân cư rộng lớn trải dài theo các triền sông, duyên
hải từ Bắc chí Nam. Hệ thống đê sông ở đồng bằng Bắc bộ đã được hình thành và phát
triển từ hàng nghìn năm nay. Nhân dân ta đã tích luỹ được nhiều kinh nghiệm
trong
việc đắp và gìn giữ đê. Lịch sử cũng đã ghi nhận những vụ vỡ đê với sức tàn phá ghê
gớm, để lại hậu quả lâu dài. Hiên nay, trong điều kiện đất nước đang công nghiệp hoá,
hiện đại hoá, những yêu cầu về việc bảo vệ các khu vực dân cư và kinh tế chống sự tàn
phá của bão, lũ, nước dâng ngày càng trở nên cấp bách. Bên cạnh việc củng cố, nâ
ng
cấp các hệ thống đê đã có, việc quy hoạch bảo vệ bờ sông, bờ biển và xây dựng các hệ
thống đê mới đang được đặt ra ở cả 3 miền của đất nước.
Cuốn sách "Thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ" tập hợp những kiến thức cơ bản
và cập nhật những vấn đề hiện đại trong lĩnh vực thiết kế đê và công trình bảo vệ bờ.
Sách dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành công trình thủy lợi. Sách cũng c
ó
thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác, cho các lớp sau đại học và
nghiên cứu sinh ngành công trình thủy lợi.
Nội dung sách gồm 6 chương. Chương I trình bày tổng quan về hệ thống đê và các
công trình bảo vệ bờ. Chương II nêu những vấn đề về tính toán các yếu tố của sóng và
nước dâng. Các vấn đề về thiết kế và tính t
oán đê được trình bày ở chương III. Trong
chương IV nêu các giải pháp kết cấu và tính toán kè bảo vệ mái. Chương V giới thiệu
các kiến thức về công trình bảo vệ bờ sông, bờ biển. Chương VI đề cập tới các vấn đề
mở rộng, sửa chữa đê và xử lý sự cố đê.
Sách do một tập thể giáo viên Bộ môn Thủy công, Trường đại học Thủy lợi biên
soạn. PGS. TSKH Nguyễn Q
uyền viết các chương I và III; PGS. TS Nguyễn Văn Mạo
viết chương IV; TS. Nguyễn Chiến viết các chương II, V, tiết 1-4 và chịu trách nhiệm
chung; KS Phạm Văn Quốc viết chương VI.

Các tác giả xin được bầy tỏ lời cảm ơn tới PGS. TS Phạm Ngọc Quý đã xem xét
toàn bộ bản thảo và có những ý kiến quý báu để hoàn thiện nội dung bản thảo, xin
chân thành cảm ơn PGS. TS Nguyễn Văn Hạnh và cá
c thành viên khác của Bộ môn
Thủy công Trường đại học Thủy lợi đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho nội
dung cuốn sách. Các tác giả gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo Nhà trường, phòng Đào tạo và
Thư viện Trường đại học Thủy lợi về những ý kiến chỉ đạo và sự giúp đỡ trong quá
trình biên tập, in ấn sách.

?
? 9
Mặc dù các tác giả đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song chắc chắn không
tránh khỏi thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được ý kiến xây dựng của các nhà chuyên
môn, các bạn đồng nghiệp. Ý kiến xin gửi về Bộ môn Thủy công, Trường đại học
Thủy lợi.

Xin chân thành cảm ơn!
Các tác giả.


?
? 10
1. Thông tin tác giả


GS.TS.Nguyễn Chiến
Năm sinh: 1951
Cơ quan công tác: Đại học Thủy Lợi
Địa chỉ liên hệ: Khoa công trình ĐHTL

GS.TS.Nguyễn Văn
Mạo
Năm sinh: 1946
Cơ quan công tác: Đại học Thủy Lợi
Địa chỉ liên hệ: Khoa công trình ĐHTL
PGS.TSKH.Nguyễn
Quyền


Năm sinh: 1944
Cơ quan công tác: Đại học Thủy Lợi
Địa chỉ liên hệ: Khoa công trình ĐHTL

PGS.TS.Phạm Văn
Quốc

Năm sinh: 1952
Cơ quan công tác: Đại học Thủy Lợi
Địa chỉ liên hệ: Khoa công trình ĐHTL

2. Phạm vi và đối tượng môn học:
Ngành học: Kỹ thuật công trình, các chuyên ngành: Công trình thủy, công trình
bến, kỹ thuật cảng và đường t
hủy…
Trường học: Đại Học Thủy Lợi và các trường có chuyên ngành trên.
Từ khóa để tra cứu: bảo vệ bờ, đập mỏ hàn, đê, gia cố, kè, mái nghiêng, mặt cắt,
nước dâng, sóng, tường đứng.
Yêu cầu kiến thức trước khi học môn này: Đã học mon cơ sở của ngành kỹ thuật
công trình, các môn Thủy văn công trình, cơ học đất, nền m

óng, vật liệu xây dựng,
giới thiệu và cơ sở thiết kế công tình thủy…
Số lần xuất bản: 2 lần:
Lần 1: NXB Xây Dựng – 2001
Lần 2: NXB Từ Điển Bách Khoa, 2006


?
? 11
CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CHUNG VỀ ĐÊ VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ
BỜ

1-1. Công trình thủy lợi và vị trí đê điều trong công trình thủy lợi
I- Nhiệm vụ của công trình thủy lợi:
Công trình đư
ợc xây dựng để sử dụng nguồn nước gọi là công trình thủy lợi. Nhiệm
vụ chủ yếu của các công trình thủy lợi là làm thay đổi, cải biến trạng thái tự nhiên
dòng chảy của sông, hồ, biển, nước ngầm để sử dụng nước một cách hợp lý, có lợi
nhất và bảo vệ môi trường xung quanh tránh khỏi những tác hại của dòng nước gây
nên. Công trình t
hủy lợi có thể hình thành dòng chảy nhân tạo để thỏa mãn nhu cầu
dùng nước, khi dòng chảy tự nhiên ở nơi đó không đủ hoặc không có.
Căn cứ vào tính chất tác dụng của dòng chảy, công trình thủy lợi có thể chia ra:
công trình dâng nước, công trình điều chỉnh dòng chảy và công trình dẫn nước.
II- Phân loại các công trình thủy lợi:
1. Các công trình dâng nước:
Phổ biến nhất của loại công trình dâ
ng nước là các loại đập. Đập được xây dựng
ngăn các sông suối và hình thành nên độ chênh mực nước thượng hạ lưu. ở trước đập.
Càng gần đến đập, lưu tốc trung bình của dòng chảy giảm v

1
< v
2
< v
3
< v
4
< v
5
còn độ
sâu của dòng chảy tăng h
1
> h
2
> h
3
> h
4
> h
5
. Sự tăng mực nước ở trong sông làm tăng
diện tích mặt cắt ướt của lòng sông và dẫn đến ngập đất ở thượng lưu. Sự thay đổi lưu
tốc dòng chảy ở thượng lưu làm thay đổi khả năng vận chuyển bùn cát của lòng sông.
Lưu tốc theo chiều dòng chảy giảm dần, các hạt bùn cát trong nước được lắng xuống
đáy theo thứ tự những hạt lớn, sau đó đến những hạt bé hơn và khi đến gần công trình,

lưu tốc hầu như bằng không nên các hạt cát rất bé cũng được lắng xuống, nước ở đó
rất trong.
Sự dâng mực nước còn làm thay đổi cả trạng thái nước ngầm dưới lòng sông và hai
bên bờ. Do có độ chênh cột nước thượng hạ lưu nên có hiện tượng thấm qua nền và

thấm vòng quanh công trình từ thượng lưu về hạ lưu.
Nước ở thượng lưu c
hảy về hạ lưu không mang bùn cát do đó để trở về trạng thái cũ
của dòng nước , lòng sông và bờ lại bị bào mòn, xói lở.
Như vậy công trình dâng nước có ảnh hưởng đến tất cả các yếu tố của dòng chảy,
lòng sông và cả nước ngầm. Nhưng nó có hiệu quả lớn, điều chỉnh lưu lượng từ
thượng lưu về hạ lưu, về mù
a lũ nước được giữ lại ở thượng lưu (đối với hồ chứa) và
được tháo về hạ lưu vào thời kỳ cần thiết theo nhu cầu dùng nước. Công trình dâng
nước được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực kinh tế nước.
2. Các công trình điều chỉnh dòng chảy:
Công trình điều chỉnh để khống c
hế xói lở lòng sông, có thể làm thay đổi trạng thái
dòng chảy, làm thay đổi hướng dòng chảy trong giới hạn lòng sông theo yêu cầu cần
thiết và bảo vệ lòng sông tránh khỏi những tác hại nguy hiểm của dòng nước. Công
trình điều chỉnh bao gồm đê, đập, tường, kè, các đê đập đó không ngăn hết toàn bộ
lòng sông, mà chỉ một phần theo hướng của mặt cắt ngang hoặc có khi theo hướng dọc
lòng sông.

?
? 12
Công trình điều chỉnh không làm dâng nước, mà có tác dụng làm thay đổi hướng và
lưu tốc của dòng chảy, phân bố lại lưu tốc và ảnh hưởng đến hình dạng của lòng sông.
Các công trình này nhằm phục vụ các ngành khác nhau, có thể giữ độ sâu, lưu tốc và
hình dạng lòng sông cần thiết cho tàu bè qua lại, đảm bảo điều kiện bình thường để lấy
nước từ sông, giữ ổn định bờ sông để đảm bảo an t
oàn cho dân cư và nhà máy xí
nghiệp ở hai bên bờ.
Các công trình này bao gồm các tường cánh, đê, đập, kè làm bằng các vật liệu tại
chỗ (đất, đá, gỗ), có lúc làm bằng bê tông, bê tông cốt thép. Mặt cắt ngang là hình

thang. Yêu cầu vật liệu đảm bảo ổn định không bị xói lở do dòng chảy gây nên.
Các kè bảo vệ bờ không bị xói lở thường dùng đá, tấm bê tông, các loại rồng và bó
cành cây.
3. Các công trình dẫn nước:
Những c
ông trình này bao gồm các loại như kênh mương, đường hầm, cầu máng,
đường ống làm bằng các loại vật liệu khác nhau. Các công trình đó chuyển nước với
các lưu lượng xác định vào các mục đích khác nhau: dẫn nước vào tuốc bin nhà máy
thủy điện, đưa nước vào tưới ruộng và đồng cỏ, vào hệ thống cấp nước cho thành phố,
xí nghiệp, nhà máy Nó có thể sử dụng làm đường giao thông thủy cho tàu thuyền đi
lại. Thuộc loại công trình dẫn nước này phải kể đến cả công trình tháo lũ đó l
à những
công trình tháo nước thừa của hồ chứa từ tl về hạ lưu qua dập hoặc hai bên bờ của đập.
a) Kênh:
Là một dạng sông nhân tạo, được đào, đắp hoặc nửa đào nửa đắp mà thành. Mặt cắt
ngang có dạng hình thanh.
b) Máng nước, dốc nước, cầu máng:
Là kênh nhân tạo được xây trên mặt đất hoặc cao hơn mặt đất, làm bằng bê tông
cốt thép, thép, gỗ. Các
công trình này được sử dụng khi điều kiện địa hình, địa chất
không cho phép làm kênh.
c) Đường hầm:
Được xây dựng dưới đất, trong núi. Khi các đường dẫn nước gặp phải núi cao
không thể đào kênh được người ta phải làm đường hầm để nối tiếp các kênh chuyển
nước. Cũng có thể là đường hầm dẫn nước vào nhà máy thủy điện, hoặc đường hầm
tháo lũ của hồ chứa,
d) Đường ống:
Là những ống dẫn nước làm bằng thép, bê tông cốt thép được đặt trên hoặc dưới đất
hoặc bố trí trong thân đập, dưới kênh, mương, đê, để dẫn nước.
Ngoài ra còn phải kể đến những công trình đư

ợc dùng cho một mục đích kinh tế
thủy lợi nhất định như:
- Trạm thủy điện: nhà m
áy, buồng xoắn, bể áp lực, tháp điều áp
- Công trình giao thông thủy: âu tàu, máy nâng tàu, công trình chuyển gỗ, bến
cảng
- Công trình thủy nông: cống điều tiết, hệ thống tưới tiêu, hệ thống thóat nước.
- Công trình cấp nước và thóat nước: công trình lấy nước, dẫn nước, trạm bơm,
công trình cho vệ sinh, thóat nước

?
? 13
- Công trình cho cá: đường cá đi, đường chuyển cá, hồ nuôi cá
Như vậy, đê và các công trình bảo vệ bờ là một trong những dạng khác nhau của
công trình thủy lợi. Việc quy hoạch, thiết kế đê và các công trình bảo vệ bờ tuân theo
các nguyên tắc chung về quy hoạch và thiết kế các công trình thủy lợi. Ngoài ra còn
phải xét đến các nét đặc thù của đê điều và công trình bảo vệ bờ được quy định bởi
lịch sử hình thành, điều kiện chịu lực và phạm v
i ảnh hưởng của chúng mà sau đây
chúng ta sẽ dần làm sáng tỏ.

1-2.
TổNG QUAN Về Hệ THốNG ĐÊ ĐIềU
I- Tình hình lũ lụt và giải p
háp phòng chống:
1. Đặc điểm 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 và phía nam
, nơi giao
giữa hai biển lớn: Thái bình dương và Ấn độ dương, đồng thời nằm giữa ổ bão biển
Đông là một trong 5 ổ bão lớn nhất thế giới - Mùa bão trùng với muà 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.
Việt Nam có lượng mưa bình quâ
n hàng năm từ 1.800 mm đến 2.500mm, lượng
mưa phân bổ không đều, 70-80% lượng mua tập trung vào các tháng 7,8,9 (ở Bắc bộ
và Nam bộ) và các thág 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 nhất là
731 mm, lượng mưa một đêm 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. 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 sông ở 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 Na
m bộ.
Tất các các con sông đến mùa mưa đều có lũ, mức độ ác liệt hàng năm có khác
nhau.
2. Tình hình lũ lụt:
Chỉ tính từ đầu thế kỷ 20, trên hệ thống sông Hồng và sông Thái bì

nh (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 hơn 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

?
? 14
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 vỡ đê, mất mùa. Đặc biệt trận
lũ năm 1945 làm vỡ 79 quảng 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, gâ
y nhiều thảm cảnh tang tóc. Lũ trên
sông Cửu Long (kể cả các nhánh) xảy ra vào các năm 1961, 1966, 1978, 1984, 1991
cũng đã làm ngập hàng chục vạn ha lúa của dồng bằng sông Cửu long (Nam bộ).
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.
3. Biện ph
áp phòng chống lũ:
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 hệ 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) C
huẩn bị chu đáo để làm tốt việc phân lũ, chậm lũ khi cần thiết.
5) Giải phóng lòng sông, khai thông dòng chảy để thóat lũ.
6) Tăng cường công tá
c hộ đê phòng lụt.
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.
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 như năm 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
.
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.

?
? 15

- 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 bảo 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".
II- Hệ thống đê sông đồng bằng
Bắc bộ:
Trong điều kiện một đất nước mà lũ, bão luôn là mối đe doạ nghiêm trọng từ hàng
nghìn năm nay thì cuộc đấu tranh với thiên nhiên để phòng chống lụt bão cũng luôn
luôn chiếm vị trí nổi bật trong lịch sử tồn tại và phát triển của dân tộc ta.
Sử sách còn ghi lại con đê đầu tiên của Việt nam đã có từ thế kỷ thứ nhất sau Công
nguyên cùng thời Hai Bà Trung và đến đầu t
hế kỷ thứ 11, nhà Lý đã đắp đê thành Đại
La, sau đổi ra thành Thăng Long tức Hà Nội ngày nay với mục đích bảo vệ kinh đô
bên dòng sông Hồng và đến thế kỷ thứ 13 thời nhà Trần thì đê sông Hồng đã được nối
dài từ đầu châu thổ (Việt trì) ra đến biển để phòng chống lũ.
Từ đó nhân dân Việt Nam vì bảo vệ cuộc sống của m
ình đã không ngừng đắp to,
nâng cao và khép kín các tuyến đê sông, đê biển.
Đến nay, Việt Nam có gần 8000 km đê, trong đó có gần 6000 km đê sông và 2000
km đê biển. Riêng đê sông chính có 3000 km và 1000 km đê biển quan trọng. Có gần
600 kè các loại và 3000 cống dưới đê. Ngoài ra còn có 500 km bờ bao chống lũ sớm,
ngăn mặn ở đồng bằng sông Cửu Long.
Riêng hệ thống sông Hồng trong đồng bằng Bắc bộ có 3000 km đê sông và 1500km
đê biển.
1. Đặc điểm hệ thông đê đồng
bằng Bắc bộ:
a) Về sự hình thành các tuyến đê:
Đặc điểm của quá trình hình thành các tuyến đê ở đồng bằng và trung du Bắc bộ

trong buổi đầu sơ khai là quá trình tự phát: do nhân dân tự làm với trình độ nhận thức
và công cụ lao động lúc đó rất thô sơ. Vấn đề chọn tuyến và xử lý nền chắc chỉ được
giải quyết hết sức giản đơn. Chỉ có những năm
sau này một số tuyến đê bị vỡ khi có lũ
lớn hoặc một số nơi sông có sự đổi dòng hoặc phát triển thêm, việc lựa chọn tuyến đê
mới được chú ý đầy đủ đến các điều kiện kỹ thuật.
Nói chung tuyến đê hiện có được hình thành trong quá trình phát triển, không có sự
lựa chọn tuyến một cách chặt chẽ về các điều kiện địa hình, địa chất và dòng chảy.
b)
Địa hình hai bên ven đê:
Nhìn tổng thể địa hình có xu thế thấp dần từ thượng nguồn về phía biển với bề mặt
nghiêng từ TB-ĐN.
Bề mặt địa hình ven đê phía đồng ít thay đổi nhưng do tác động của con người theo
thời gian bị phân cắt chủ yếu do việc lấy đất đắp đê tạo thành thùng đấu hoặc các hồ,
đầm lớn do hậu quả của những lần vỡ đê.
Địa hình ven đê phía sông thay đổi theo thời gian tùy thuộc chế độ dòng chảy và

lượng phù sa các bãi bồi có nơi được tôn cao và mở rộng nhưng có nơi bị bào mòn và
xói lở.

?
? 16
Các thềm sông, bãi bồi ở trung du - đồng bằng Bắc bộ có lịch sử hình thành gắn liền
với quá trình tạo thành các lớp tạo bồi tích trẻ kỷ đệ tứ (aQ
3
IV)
Đất cấu tạo nên thềm sông ở đây là sét, sét pha nặng, đôi chỗ bị latêrit hóa, phía trên
là á sét nhẹ có lẫn ít cuội sỏi kết cấu hơi xốp. Từ các vùng tiếp giáp các vị trí nói trên
kéo dài qua đồng bằng ra biển tồn tại chủ yếu là các bãi bồi.
Đất cấu tạo nên bãi bồi từ dưới lên gặp phổ biến là cát, cát pha có nơi là bùn sét hữu

cơ được phủ bởi lớp sét pha hoặc sét, trên cùng (ở phía ngoài đê) là lớp phù sa trẻ màu

xám nâu.
2. Về cấu trúc địa chất và tính chất địa c
hất công trình của các lớp đất ở nền đê:
Các lớp đất ở nền đê có nguồn gốc bồi tích hiện đại kỷ đệ tứ, phân bố từ trên xuống
dưới như sau:
a) Lớp phù sa:
Phủ trực tiếp trên các giải địa hình ven đê phía sông có bề dày trung bình 2,00 ÷ 2,5
m.
b) Đất sét pha mầu nâu gụ:
Tầng đất này phân bổ hầu hết dưới nền đê dọc các tuyến sông chí
nh.
c) Đất sét màu xám xanh:
Tầng đất này phân bổ dưới nền đê vùng đồng bằng ở độ sâu 2,5m kể từ mặt đất tự
nhiên, với độ dày trung bình 2,0 ÷ 4,0 m.
d) Bùn sét và bùn sét hữu cơ:
Tầng này được tạo thành chủ yếu ở những vùng trũng, các cửa sông, đáy hồ và đầm
lầy hoặc ở những lòng sông cổ, tạo thành các thấu kính bùn khá dày 5-10m, độ sâu
phân bố cách mặt đất 3-5 m
.
e) Cát pha màu xám nâu - xám sẫm:
Phân bố ở độ sâu 3-5 m với diện tích phân bố hẹp, không liên tục.
f) Cát:
Phân bố ở hầu hết dưới nền đê với bề dày khá lớn, có tính thấm lớn. Những nơi cát
phân bố sâu, về mùa lũ tầng cát này tàng trữ nước có áp cục bộ. Đối với công trình,
đây là điều bất lợi về biến dạng thấm.
g) Sét loang lổ:
Tầng sét này có bề dà
y khá lớn phân bổ hầu hết ở trung tâm đồng bằng Bắc bộ với

bề dày tăng dần ra phía biển, phân bố ở độ sâu 10-30m.
3. Đặc điểm địa c
hất thủy văn:
Ảnh hưởng của điều kiện địa chất thủy văn đối với các loại công trình xây dựng có
mức độ khác nhau. Đối với nền các tuyến đê, chủ yếu chú ý tới sự có mặt của nước
ngầm tàng trữ trong tầng chứa nước thứ nhất kể từ trên xuống. Nước ngầm ở tầng chứa
nước có quan hệ với nước mặt: dâng cao về mù
a mưa và hạ thấp về mùa khô. Biên độ
dao động của nước ngầm giữa mùa kiệt và mùa lũ là 4-5 m.
Quá trình vận động của dòng ngầm có thể mang theo các hạt có đường kính nhỏ,
lượng cát do nước mang theo tùy thuộc áp lực dòng thấm.

?
? 17
Quá trình này lặp đi lặp lại trong nhiều năm sẽ làm cho nền đê bị biến dạng. Ở
những nền đê có cát, lớp phủ phía đồng bằng không đủ dầy để thắng áp lực dòng thấm
sẽ xuất hiện các mạch sủi, bãi sủi.
4. Về cấu tạo th
ân đê:
Thân đê cũng được tôn cao, mở rộng trong quá trình hình thành và phát triển của hệ
thống đê. Có cả một quá trình đắp thân đê từ các loại đất không được chọn lựa, việc
đầm nện cũng không theo quy chuẩn. Do vậy thân đê có tính không đồng nhất cao.
Ngoài ra thân đê còn chịu tác động xấu của các động vật đào hang (chuột, mối) tạo
thành các hốc hoặc lỗ rỗng trong đó. Đây là một hiểm h
oạ khó lường.
5. Về sự làm việc của đê sông:
Khác với đập, đê là công trình làm việc theo mùa. Nhiều đoạn đê trong mùa khô
thực chất chỉ là đư
ờng. Đê chỉ làm việc ngăn và chắn nước trong mùa lũ. Thời gian
làm việc trong năm của đê không nhiều. Ngay trong mùa lũ, điều kiện làm việc của đê

không chỉ phụ thuộc mực nước lũ mà còn phụ thuộc thời gian ngâm lũ dài hay ngắn.
Thời gian của lũ lên và thời gian lũ xuống cũng là những yếu tố cần qua
n tâm khi
xem xét điều kiện làm việc của đê.
6. Những
tác động của con người vào hệ thống đê:
Một mặt con người phải làm mọi cách giữ gìn sự tồn tại của hệ thống đê để bảo vệ
chính mình, nhưng mặt khác con người cũng lại có tác động xấu đến hệ thống đê (đào,
đắp, xây dựng công trình gần đê ). Nhà nước ta đã ban hành luật đê điều nhằm loại
trừ các tác dụng xấu của con người lên đê.
III- Mặt cắt ngan
g đặc trưng của đê:
Từ những đặc điểm của đê đã nêu trên, chú ý nhiều đến các đặc điểm về địa hình,
địa chất và thực tế làm việc của đê, có thể nêu ra một mặt cắt ngang đại diện của đê
như sau: (hình 1-1)












Hình 1-1: Mặt cắt ngang đặc trưng của đê.
- Thân đê chịu tác dụng của cột nước H trong mùa lũ; chiều rộng đáy đê: B
- Mực nước sô

ng mùa lũ (MNL) ngập trên bãi bồi.
- Mực nước sông mùa kiệt (MNK), nói chung thấp dưới đáy lớp phủ.
- Đất nền đê được tổng hợp thành 2 lớp:

?
? 18
+ Lớp phủ phía trên được đặc trưng bằng hệ số thấm K
1
nhỏ thua K
2
(của lớp dưới)
- gọi là lớp phủ ít thấm (hoặc lớp phủ). Chiều dày lớp này t=1-6m. Lớp này thường có
các loại á sét, thành phần hạt có thể thay đổi. Theo thành phần hạt có thể phân thành 2-
3 lớp nhỏ trong chiều dày chung t. Theo mức độ thấm, có thể ghép các lớp nhỏ này
thành 1 lớp với chiều dày t và kệ số thấm chung K
1
. Ở phía sông chiều dài lớp phủ là
L
1
, ở phía đồng chiều dài lớp phủ là L
2
.
+ Dưới lớp phủ ít thấm là lớp thấm nước với hệ số thấm K
2
(K
2
>K
1
) gọi là lớp thấm
- chiều dày T = 20 ÷ 60 m. Đây thường là loại á cát, cát. Thành phần hạt cũng thay đổi

khá lớn. Theo thành phần hạt cũng có thể chia lớp này thành nhiều lớp nhỏ. Tuy nhiên
xét về mức độ thấm có thể xếp chung vào 1 loại với hệ số thấm K
2
.
Mặt cắt ngang đặc trưng của đê như trình bày trên mang tính chất đại diện. Nó được
xem như một sơ đồ để phân tích sự làm việc của đê.
1-3. Phân tích sự làm việc của đê, cá
c khả năng phá hoại sự làm việc an toàn của đê
Điều kiện làm việc của đê có thể phân chia ra theo mùa:
- Mùa khô nước sông thấp, không ngập bãi bồi.
- Mùa mưa, có lúc mực nước lũ lên cao, tạo cột nước H lên thân đê. Đê làm việc
như một đập đất. Nền đê cũng chịu ảnh hưởng của các dòng thấm trong lớp phủ và lớp
thấm.
Các khả năng phá hoại sự làm việc an toàn của đê có thể phâ
n ra 2 loại:
+ Loại khả năng phá hoại bình thường: Là những dạng phá hoại xuất phát từ những
nguyên nhân có tính quy luật, có thể dùng các lý thuyết của cơ học để tính toán được .
+ Loại khả năng phá hoại đặc biệt: là những dạng phá hoại xuất phát từ những
nguyên nhân không có tính quy luật hoặc những nguyên nhân đặc biệt, trong điều kiện
đặc biệt, không có khả năng dùng các lý thuyết của cơ học để tính t
oán được. Dưới đây
xét từng loại.
I. Loại khả năng phá hoại bình thường
:
1) Trong mùa khô:
Mực nước sông dao động chung qua
nh MNK, thấp hơn đáy lớp phủ. Như phần đặc
điểm địa điểm thủy văn đã nêu ở trên, lúc này nước ngầm từ tầng thấm nước bổ sung
cho sông (hình 1-2).
Như vậy về thực chất đê giống như một đường giao thông được đắp cao trên nền 2

lớp. Các dạng khả năng phá hoại là sự trượt của 2 mái dốc phía sông và phía đồng
dưới tác dụng trọng lượng bản thân đê. Sự trượt nà
y thường có dạng trượt cung tròn -
mặt trượt có thể là trượt nông - chỉ trên mái dốc, có thể là trượt sâu - cùng một phần
nền (hình 1-2). Nếu cường độ và tải trọng giao thông trên mặt đê lớn và tập trung, phải
xét đến ổn định của hai mái dốc và nền dưới tác dụng của tải trọng này.

?
? 19










Hình 1-2: Các dạng trượt mái đê.

Hình 1-3: Dòng thấm qua đê và nền trong mùa lũ.
2) Trong mùa lũ:
Mực nước sông mùa lũ (M
NL) dâng cao tạo thành các dòng thấm (hình 1-3) bao
gồm:
- Dòng q
1
từ sông vào lớp thấm
- Dòng q
2
từ trên xuống lớp thấm qua lớp phủ.
- Dòng q
3
đi qua thân đê.
- Dòng q
4
từ trong lớp thấm đi ra phía đồng qua lớp phủ.
- Dòng q
5
đi trong lớp thấm phía đồng.
Các dòng thấm này là cơ sở để xem xét sự làm việc của đê trong mùa lũ.
* Với thân đê:
Các dạng khả năng phá hoại là:
+ Trượt các mái dốc dưới tác dụng của áp lực thấm trong thân đê và chiều sâu mực
nước phía sông (hình 1-4). Đường bão hòa trong thân đê thường dâng cao và lộ ra trên
mái phía đồng.
+ Đoạn AB là đoạn nước thấm rỉ ra trên mái đê phía đồng. Gradien ra của dòng

thấm ở đây thường lớn có thể gâ
y nên xói lở đất trên đoạn AB.

?
? 20
+ Trong trường hợp mực nước lũ rút xuống nhanh, mái đê phía sông có thể bị trượt
dưới tác dụng của dòng thấm đi ngược về phía mái dốc (hình 1-5).







Hình 1-4: Trượt mái đê cùng với nền.









Hình 1-5: Dòng thấm trong thân đê khi lũ rút nhanh.
* Với nền đê:
Dòng thấm trong lớp thấm nước (K
2
) trong nền đê gây áp lực thấm tác dụng lên đáy
DC của lớp phủ ít thấm (hình 1-6). Chính áp lực này gây nên các dạng mạch đùn,

mạch sủi và một số biến dạng thấm khác phía đồng.









Hình 1-6: Sự hình thành mạch đùn, mạch sủi.
II. Dạng k
hả năng phá hoại đặc biệt:
Các dạng phá hoại đặc biệt này thường chỉ xảy ra trong mùa lũ với thân đê:
1) Dạng
thứ nhất:
Như đã nêu ở trên, thân đê có tính không đồng nhất lớn do việc đắp và tôn cao trong
nhiều năm (nhiều thời kỳ việc đắp đê có tính chất "kê ba chồng đấu" không có sự đầm
nện theo quy chuẩn). Với một mặt cắt đê không đồng nhất như vậy, sự thấm không
tuân theo các phương trình thấm trong thân đê. Trên hình 1-7 trình bày sơ bộ thấm

?
? 21
trong thân đê không đồng nhất. Các vùng chấm chấm là vùng có tính thấm lớn, và các
dòng thấm sẽ đi theo con đường ngắn nhất nối liền các vùng này với nhau. Trong điều
kiện như thế, phương trình dòng thấm đã không còn được tuân thủ. Trong trường hợp
này, dòng thấm sẽ gây trượt mái hoặc sạt lở đoạn mái dốc có dòng thấm tập trung
thóat ra.

Hình 1-7: Dòng thấm trong thân đê không đồng nhất.
2) Dạng
thứ hai:
Do động vật đào hang (chuột, mối ) hoặc những nguyên nhân bất thường nào đó
mà trong thân đê tồn tại đường thấm tập trung như mô tả trên hình 1-8. Trong những
trường hợp như thế này, sự phá vỡ đê có thể xảy ra khá nhanh.









Hình 1-8: Sơ đồ các đường thấm tập trung trong đê.
3) Dạng
thứ ba:
Tại chỗ có các cống lấy nước qua đê (hoặc trạm bơm đặt trên đê), chỗ tiếp giáp giữa
các công trình bê tông với đất (đường ống trong thân đê, tường biên các công trình)
thường có dòng thấm tập trung. Nếu thiết kế không đúng hoặc thi công không đảm
bảo, sự phá hoại rất dễ xảy ra tại những vị trí này. Trên hình 1-9 trình bày các dạng
phá hoại này:


?
? 22










Hình 1- 9: Các dạng hang thấm tập trung.
Trên hình 1-9a, mặt ngoài các cống lấy nước đặt trong thân đê có mái "nghiêng
ngược" (tựa lên đất đắp). Do đất lún theo thời gian nên tạo thành các khe hở giữa bê
tông và đất dọc theo đường AB. Trường hợp này dòng thấm tập trung nguy hiểm sẽ
xuất hiện dọc theo cống từ phía sông về phía đồng.
Trên hình 1-9b và hình 1-9c do có sự lún của khối đất đắp phía ngoài tường biên
trên 2 đoạn AB và BC khác nhau mà xuất hện khe nứt (hoặc vùng đất rời). Dòng thấm
tập trung nguy hiểm cũng theo khe này mà đi từ phía sông về phía đồng.
1-4. Các công trình bảo vệ bờ
Các công t
rình này được xây dựng để bảo vệ bờ sông, bờ biển khỏi tác dụng phá
hoại của dòng chảy trong sông , dòng ven bờ biển và của sóng gió.
Ngoài hệ thống đê để bảo vệ các vùng lãnh thổ khỏi bị ngập bởi nước lũ và thủy
triều thì các công trình bảo vệ bờ cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ
các khu dân cư và kinh tế. Đặc biệt trong thời gian gần đây, do tác động của các biến
đổi khí hậu toàn cầu, các quy luật về sóng gió, dòng chảy, bùn cát … cũng c
ó những

biến động bất lợi hơn, đe doạ đến an toàn của các khu dân cư và kinh tế rộng lớn dọc
các bờ sông, bờ biển. Từ thực tế các trận lũ lụt trong những năm vừa qua cho thấy có
những đoạn bờ sông, bờ biển đã ổn định trong nhiều năm
, nay lại phải trải qua những
diễn biến phức tạp do sông đổi dòng, biển lấn vào đất liền… Điều này đòi hỏi công tác
thiết kế các công trình bảo vệ bờ cần bổ sung các điều kiện mới trong tính toán, đồng
thời cần phải xây dựng các quy hoạch tổng thể về bảo vệ bờ sông, bờ biển trong từng
khu vực rộng lớn.
Do đặc điểm tác
dụng của dòng chảy và sóng gió lên công trình, thường phân biệt
các công trình bảo vệ bờ sông và công trình bảo vệ bờ biển.
I- Công trình bảo vệ bờ sông:
Loại nà
y chịu tác động chủ yếu là từ các dòng chảy trong sông , đặc biệt là về mùa
lũ.
Các công trình bảo vệ bờ sông được xây dựng để bảo vệ bờ khỏi bị xói lở, biến
dạng do dòng chảy mặt, và để lái dòng chảy mặt hay dòng bùn cát đi theo những
hướng xác định theo mục đích chỉnh trị sông.
Thuộc loại này bao gồm:
- Các kè bảo vệ mái.

?
? 23
- Các đập mỏ hàn để lái dòng chảy trong sông đi theo những hướng xác định.
- Các mỏ hàn mềm được làm bằng phên và cọc hay bãi cây chìm để điều khiển bùn
cát đáy, gây bồi, chống xói bờ và chân dốc.
- Các hệ thống lái dòng đặc biệt (ví dụ hệ thống lái dòng Potapop) để hướng dòng
chảy mặt vào cửa lấy nước, xói trôi bãi bồi, bảo vệ các đoạn bờ xung yếu…
II- Công trình bảo vệ bờ biển:
Khác với công trình bảo vệ bờ s

ông, các công trình bảo vệ bờ biển chịu tác động
của hai yếu tố chính là:
- Tác dụng của sóng gió.
- Tác dụng của dòng ven bờ. Dòng này có thể mang bùn cát bồi đắp cho bờ hay làm
xói chân mái dốc dẫn đến sạt lở bờ.
Ngoài ra các công trình bảo vệ bờ biển được xây dựng trong môi trường nước mặn
nên cần lựa chọn vật liệu thích hợp.
Công trình bảo vệ bờ biển gồm các loại sau:
1) Các loại kè biển:
Dùng các vật liệu khác nhau để gi
a cố bờ trực tiếp, chống sự phá hoại của sóng và
dòng chảy.
Do tác dụng của sóng gió, giới hạn trên của kè phải xét đến tổ hợp bất lợi của sóng
gió và thủy triều, trong đó kể cả độ dâng cao mực nước do gió bão. Với các đoạn bờ
biển không có sự che chắn của hải đảo và rừng cây ngập mặn, sóng biển dội
vào bờ
thường có xung lực rất lớn, mực độ phá hoại mạnh, nên kết cấu kè biển thường phải
rất kiên cố, và tiêu tốn nhiều vật liệu.
Với các đoạn bờ biển chịu tác dụng của dòng ven có tính xâm thực (làm xói chân
bờ) thì giới hạn dưới của chân kè phải đặt ở phạm vị mà ở đó bờ biển không còn khả
năng bị xâ
m thực (được xác định từ tài liệu quan trắc và tính toán dòng ven).
2) Các loại công trình giảm sóng, ngăn cát:
Được xây dựng trên vùng bãi phía trước mục tiêu cần bảo vệ. Thuộc loại này bao
gồm:
- Các rừng cây ngập mặn chống sóng. Đây là một giải pháp bảo vệ bờ rất hữu hiệu,
tạo ra hiệu quả tổng hợp về ngăn sóng và tăng khả năng lắng đọng phù sa, hình thành
các bãi bồi ven biển. Tuy nhiên nó chỉ thích hợp với những vùng gần cửa sông, có bãi

thoải và nguồn phù sa tương đối dồi dào.

- Đê mỏ hàn cũng như đập mỏ hàn ở bờ sông, được xây dựng nhô ra khỏi bờ để cản
sóng và hạn chế các dòng ven có tính xâm thực. Loại này không thích hợp với bờ có
bãi thoải và rộng.
- Đê dọc đứt khúc xa bờ: thích hợp với các bờ có bãi thoải và rộng. Khi đó đê được
đặt song song với bờ, và cách bờ một khoảng nhất định (xác định theo điê
u kiện kinh
tế - kỹ thuật). Đê được bố trí gồm các quãng liền và đứt xen kẽ, các quãng liền có thể
làm cao hơn mặt nước (đê nổi) hoặc chìm dưới nước (đê ngầm giảm sóng).
- Các mỏ hàn dạng chữ T, chữ Y: là các phương án kết hợp giữa đê mỏ hàn và đê
dọc đứt khúc để tăng hiệu quả cản sóng, bảo vệ bờ.
Việc bố trí và tính t
oán các công trình bảo vệ bờ đựoc trình bày cụ thể ở chương 5.

?
? 24


CÂU HỎI ÔN TẬP C
HƯƠNG 1

1. Hãy nêu khái quát tình hình lũ lụt trên các sông ở Việt Nam và các biện pháp
phòng chống lũ ?
2. Các đặc điểm của hệ thống đê sông ở đồng bằng Bắc Bộ, ven biển miền Trung,
đồng bằng Nam Bộ ?
3. Các đặc điểm của hệ thống đê biển Việt Nam ?
4. Phân tích sự làm việc của thân đê ? Các khả năng mất an toàn của đê sông, đê
biển?
5. Nêu k
hái quát về các dạng công trình bảo vệ bờ ?


?
? 25
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA SÓNG VÀ NƯỚC
DÂNG


2-1. Khái niệm chung

Khi thiết kế đê sông cũng như đê biển, cần phải xác định các thông số thủy lực của
dòng chảy mặt có ảnh hưởng đến kích thước và khả năng chịu lực của đê. Các thông
số quan trọng nhất là: mực nước tính toán ( ứng với các trường hợp tính toán khác
nhau), mực nước dâng do gió, các yếu tố của sóng gió (sóng do gió gây ra, để phân
biệt sóng do tàu thuyền và các tác nhân khác). Ngoài ra, hướng của dòng chảy mặt và
hướng chuyển bùn cát đáy cũng ảnh hưởng tới các quá trình diễn biến bờ và an toà
n
của đê. Vấn đề này được trình bày trong các chuyên đề về động lực học sông ngòi và
động lực học vùng ven biển. Trong chương này chỉ đề cập đến việc tính toán các thông
số của sóng và nước dâng.
I. Các thông số của s
óng:
Sóng do gió tạo ra trên mặt hồ, sông, biển là kết quả tổng hợp của nhiều yếu tố khác
nhau: vận tốc gió (w), hướng gió ( β), đà sóng(D), thời gian gió thổi liên tục (t), độ sâu
nước (h) v.v
Mô tả hình dạng của con sóng điển hình như trên hình 2-1

Hình 2-1: Mặt cắt và các thông số của sóng.
Các thông số chính của sóng như sau:
- Đường trung bình của sóng: Đường cắt đường ghi dao động sóng sao cho tổng
diện tích ở trên và dưới nó là như nha
u.
- Đầu sóng: Phần sóng nằm trên đường trung bình của sóng;
- Đỉnh sóng: Điểm cao nhất của đầu sóng ;
- Bụng sóng: Phần sóng nằm ở phía dưới đường trung bình của sóng.
- Chân sóng: Điểm thấp nhất của bụng sóng.
- Chiều cao sóng(H
s
): Khoảng cách thẳng đứng từ đỉnh sóng đến chân sóng;
- Chiều dài sóng hay bước sóng(L
s
): Khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng kề
nhau.
- Chu kỳ sóng (T
s
): Khoảng thời gian để hai đỉnh sóng kề nhau đi qua một mặt cắt
xác định vuông góc với hướng truyền sóng.
- Vận tốc sóng(v
s
): Tốc độ di chuyển của đầu sóng theo hướng truyền sóng.