Nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo PGS.TS
Thiều Quang Tuấn và TS Phạm Thanh Hải đã dành nhiều tâm huyết, tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm tư vấn và chuyển giao công
nghệ Thủy Lợi – Tổng cục Thủy Lợi đã tạo điều kiện cho tác giả về thời gian,
tài liệu để tham gia khoá học và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn đến sự quan tâm và giúp đỡ của phòng
Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học thuỷ lợi,
cùng các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện cho tác giả có
cơ hội được học tập, trau dồi nâng cao kiến thức trong suốt thời gian vừa qua.
Sau cùng là cảm ơn các bạn đồng nghiệp và các thành viên trong gia
đình đã có những đóng góp quý báu, động viên về vật chất và tinh thần để tác
giả hoàn thành luận văn này.
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến
của các thầy cô giáo, các quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với
đề tài : “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông,
áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua huyện Xuân Trường, tỉnh Nam
Định ” được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi.
Hà Nội, ngày 19 tháng 08 năm 2014
Tác giả



Dương Trường Giang


LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Dương Trường Giang, 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 nghiên cứu nào.

Tác giả




Dương Trường Giang



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của Đề tài. 1
2. Mục đích của Đề tài. 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4
1.1. Tổng quan về đê sông Hồng. 4
1.1.1. Lịch sử đê sông Hồng. 4
1.1.2. Hiện trạng, đặc điểm đê sông Hồng. 5
1.1.3. Các vấn đề sạt lở bờ sông. 10
1.2. Đánh giá hiện trạng, các nguyên nhân gây hư hỏng đê sông Hồng 17
1.2.1. Đánh giá hiện trạng đê sông Hồng. 17
1.2.2. Các nguyên nhân gây hư hỏng của đê sông Hồng. 18
1.2.3. Các giải pháp chống sạt lở. 21
1.3. Kết luận chung và những vấn đề đặt ra cần phải đánh giá và đề xuất.21
CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG VÀ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA GIẢI PHÁP MỀM. 23
2.1. Tổng quan về các giải pháp gia cố chống sạt lở. 23
2.1.1. Giải pháp cứng. 23
2.1.2. Giải pháp mềm. 29
2.1.3. Phân tích lựa chọn giải pháp. 30
2.2. Cơ sở khoa học và các giải pháp mềm gia cố chống sạt lở bờ sông 31
2.2.1. Tính chất cơ lý thực vật của cỏ và cỏ gia cố. 31
2.2.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích ổn định mái dốc khi có
cỏ và cỏ gia cố. 43
2.2.3. Kết luận. 47


CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG CHO ĐOẠN ĐÊ SÔNG HỒNG HUYỆN XUÂN
TRƯỜNG, TỈNH NAM ĐỊNH 48
3.1. Giới thiệu về hiện trạng đoạn sông. 48
3.1.1. Cao trình mặt đê. 49
3.1.2. Mặt cắt ngang đê. 49
3.1.3. Thân đê, nền đê. 50
3.1.4. Hiện trạng tuyến đê theo từng đoạn. 50
3.1.5. Các công trình trên đê. 52
3.1.6. Hiện trạng các công trình kè bảo vệ đê. 52
3.1.7. Đánh giá hiện trạng đê sông Hồng huyện Xuân Trường. 52
3.2. Phân tích đề xuất giải pháp. 53
3.3. Tính toán phân tích ổn định của giải pháp. 53
3.3.1. Giới thiệu phần mềm Geo-Slope. 54
3.3.2. Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực nghiên cứu. 58
3.3.3. Lựa chọn đoạn đê tính toán và các trường hợp tính toán. 60
3.4. Kết Luận 82
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SƠ BỘ CHO VIỆC THIẾT KẾ GIẢI
PHÁP MỀM CHỐNG SẠT LỞ. 84

4.1. Lựa chọn loại cỏ phù hợp 84
4.2. Nuôi trồng và chăm sóc mái cỏ 85
4.2.1. Tưới nước. 85
4.2.2. Trồng giặm. 85
4.2.3. Phòng trừ cỏ dại. 85
4.2.4. Bón phân. 85
4.2.5. Cắt tỉa. 86
4.3. Biện pháp kỹ thuật. 86
4.4. Gia cường khả năng chống xói của mái cỏ. 86
4.5. Phạm vi trồng cỏ. 88


4.6. Kết luận. 88
KẾT LUẬN 89
1. Kết quả đạt được trong luận văn. 89
2. Hạn chế, tồn tại trong quá trình thực hiện. 89
3. Hướng khắc phục, đề xuất. 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91
Tiếng Việt 91
Tiếng Anh 92



BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1 : Bản đồ lưu vực sông Hồng - Thái Bình 4

Hình 1-2 : Các hoạt động lấn chiếm bãi sông 11
Hình 1-3 : Khai thác cát trái phép 11
Hình 1-4 : Hoạt động giao thông thủy với mật độ và tốc độ ngày càng cao gây
sóng lớn 12

Hình 1-5 : Các mố trụ cầu giao thông 12
Hình 1-6 : Rừng bị tàn phá nghiêm trọng 13
Hình 1-7 : Các khu vực sạt lở nghiêm trọng 14
Hình 1-8 : Sự cố mất ổn định đê do xói lở chân đê 19
Hình 1-9 : Sự cố trượt mái đê do đê ở trên nền đất yếu 19
Hình 1-10 : Sự cố ở vùng tiếp giáp khi tôn cao 20
Hình 1-11 : Sự cố thấm do khuyết tật trong thân đê 20
Hình 2-1 : Cấu tạo kè lát mái 23
Hình 2-2 : Cấu tạo kè mỏ hàn 24
Hình 2-3 : Phương pháp neo trong đất. 25
Hình 2-4 : Phương pháp gia cường mái dốc bằng hàng cọc 25
Hình 2-5 : Phương pháp đắp đất ở chân mái dốc 26
Hình 2-6 : Phương pháp Sheet Piling 27
Hình 2-7 : Phương pháp cân chỉnh mái dốc 27
Hình 2-8 : Phương pháp giảm chiều cao mái dốc 28
Hình 2-9 : Phương pháp sử dụng tường chắn 28
Hình 2-10 : Khái niệm lớp áo cỏ (Muijs, 1999) 32
Hình 2-11: Sự gia tăng lực dính của đất nhờ sức kháng cắt gia cường của rễ
cỏ (Wu và nnk, 1979) 32

Hình 2-12 : Thay đổi mật độ diện tích cỏ RAR theo độ sâu
(Tuan và Oumeraci, 2011) 34



Hình 2-13 : Phân loại chất lượng mái cỏ theo VTV 2006 dựa vào phân bố số
lượng rễ theo độ sâu 35

Hình 2-14 : Phân loại mái cỏ theo VTV 2006 quy đổi theo mật độ diện tích rễ

RAR (xem Tuan và Oumeraci, 2011) 35

Hình 2-15 : Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ gà
và cỏ dày 36

Hình 2-16 : Tạo thành bức tường chắn sinh học dầy và hiệu quả 39
Hình 2-17 : Minh họa nguyên lý ổn định mái dốc bằng cỏ Vetiver ( bộ rễ các
hàng cỏ có tác dụng như những neo đất (trái). Trong thực tế các hàng cỏ
Vetiver đã giúp bức tường đất này khỏi bị nước lũ quét đi (phải) 40

Hình 2-18 : Tương quan sức kháng kéo đường kính rễ cỏ Vetiver 40
Hình 2-19 : Tác dụng tăng sức kháng cắt của rễ cỏ Vetiver theo chiều sâu đất42
Hình 2-20: Lực tác dụng lên phân tố đất trong trường hợp mặt trượt trụ tròn 43
Hình 2-21: Mô hình hóa lớp đất trồng cỏ Vetiver 46
Hình 2-22: Mô hình hóa lớp đất trồng cỏ Gà 46
Hình 3-1 : Bình đồ vị trí tuyến đê 49
Hình 3-2 : Đê hữu Hồng từ K188+833 ÷ K192+082 và từ K194+849 ÷
K207+153 50
Hình 3-3 : Hiện trạng đê hữu Hồng đang sạt lở từ K205+753 ÷ K206+716 . 51
Hình 3-4 : Đê hữu Hồng từ K192+082 - K194+849 và từ K207+153 -
K208+153 51

Hình 3-5 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng tại K206+139 ( Trường hợp 1 ) 62
Hình 3-6 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng đã bạt mái tại K206+139
( Trường hợp 1 ) 62

Hình 3-7 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Gà tại K206+139 ( Trường hợp 1 ) 62
Hình 3-8 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Vetiver tại K206+139 ( Trường hợp 1 )63
Hình 3-9 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng tại K206+667 ( Trường hợp 2 ) 63

Hình 3-10 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng đã bạt mái
tại K206+667
( Trường hợp 2 ) 64
Hình 3-11 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Gà tại K206+667 ( Trường hợp 2 ) 64
Hình 3-12 : Mặt cắt ngang đê trồng cỏ Vetiver tại K206+667 (Trường hợp 2)64
Hình 3-13 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng, K=1,186 < [K] = 1,3.
( Trường hợp 1 : Tải trọng cơ bản ) 66

Hình 3-14 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng, K=1,199 < [K] = 1,3.
( Trường hợp 1: Tải trọng cơ bản) 66

Hình 3-15 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=1,945 > [K] = 1,3.
( Trường hợp 1 : Tải trọng cơ bản ) 67

Hình 3-16 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=1,408 > [K] = 1,3.
( Trường hợp 1 : Tải trọng cơ bản ) 67

Hình 3-17 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng, K=1,031 < [K] = 1,2.
( Trường hợp 1 : Tải trọng đặc biệt ) 68

Hình 3-18 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng đã bạt mái
K=1,104 < [K] = 1,2.( Trường hợp 1 : Tải trọng đặc biệt ) 68

Hình 3-19 : Ổn định trượt cho mái đê trồng trồng cỏ Gà,K=1,869 > [K] = 1,2.
( Trường hợp 1 : Tải trọng đặc biệt ) 69

Hình 3-20 : Ổn định trượt cho mái đê trồng trồng cỏ
Vetiver,
K=1,345 > [K] = 1,2. ( Trường hợp 1 : Tải trọng đặc biệt ) 69

Hình 3-21 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng, K=0,630 < [K] = 1,3.
( Trường hợp 2 : Tải trọng cơ bản ) 70

Hình 3-22 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng bạt mái,
K=0,637 < [K] = 1,3. ( Trường hợp 2 : Tải trọng cơ bản ) 70

Hình 3-23 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=0,637 < [K] = 1,3.
( Trường hợp 2 : Tải trọng cơ bản ) 71

Hình 3-24 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=0,652 < [K] = 1,3.
( Trường hợp 2 : Tải trọng cơ bản ) 71



Hình 3-25 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng, K=0,645 < [K] = 1,2.
( Trường hợp 2 : Tải trọng đặc biệt ) 72

Hình 3-26 : Ổn định trượt cho mái đê hiện trạng bạt mái,
K=0,683 < [K] = 1,2. ( Trường hợp 2 : Tải trọng đặc biệt ) 72

Hình 3-27 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Gà, K=0,683 < [K] = 1,2.
( Trường hợp 2 : Tải trọng đặc biệt ) 73

Hình 3-28 : Ổn định trượt cho mái đê trồng cỏ Vetiver, K=0,664 < [K] = 1,2.
( Trường hợp 2 : Tải trọng đặc biệt ) 73

Hình 3-29 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng và thả đá hộ chân đến mực nước kiệt
tại K206+667 ( Trường hợp 3 ) 74

Hình 3-30 : Mặt cắt ngang đê hiện trạng đã bạt mái và thả đá hộ chân đến

mực nước kiệt tại K206+667 ( Trường hợp 3 ) 74

Hình 3-31 : Mặt cắt ngang đê đã thả đá hộ chân đến mực nước kiệt và trồng
cỏ Gà phía trên mái tại K206+667 ( Trường hợp 3 ) 75

Hình 3-32 : Mặt cắt ngang đê đã thả đá hộ chân đến mực nước kiệt và trồng
cỏ Vetiver phía trên mái tại K206+667 ( Trường hợp 3 ) 75

Hình 3-33 : Ổn định trượt cho hiện trạng đã thả đá hộ chân đến mực nước
kiệt, K=1,245 < [K] = 1,3. (Trường hợp 3 : Tải trọng cơ bản ) 76

Hình 3-34 : Ổn định trượt cho hiện trạng đã bạt mái và thả đá hộ chân đến
mực nước kiệt, K=1,185 < [K] = 1,3.( Trường hợp 3 : Tải trọng cơ bản ) 76

Hình 3-35 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt trồng
cỏ Gà phía trên, K=1,852 > [K] = 1,3. ( Trường hợp 3 : Tải trọng cơ bản ) . 77

Hình 3-36 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt
và trồng cỏ Vetiver phía trên, K=1,339 > [K] = 1,3.
( Trường hợp 3 : Tải trọng cơ bản ) 77

Hình 3-37 : Ổn định trượt cho hiện trạng đã thả đá hộ chân đến mực nước
kiệt, K=1,150 < [K] = 1,2.( Trường hợp 3 : Tải trọng đặc biệt ) 78



Hình 3-38 : Ổn định trượt cho hiện trạng đã bạt mái và thả đá hộ chân đến
mực nước kiệt, K=1,048 < [K] = 1,2.( Trường hợp 3 : Tải trọng đặc biệt ) 78

Hình 3-39 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt

và trồng cỏ Gà phía trên, K=1,646 > [K] = 1,2.
( Trường hợp 3 : Tải trọng đặc biệt ) 79

Hình 3-40 : Ổn định trượt cho mái đê thả đá hộ chân đến mực nước kiệt
và trồng cỏ Vetiver phía trên, K=1,329 > [K] = 1,2.
( Trường hợp 3 : Tải trọng đặc biệt ) 79

Hình 4-1 : Một số loại cỏ phù hợp trồng trên đê chống sạt lở: cỏ gà, cỏ càng
cua (trên từ trái qua), cỏ và rễ Vetiver (dưới) 84

Hình 4-2 : Một số kết cấu ô và lưới địa kỹ thuật dùng cho gia cường mái cỏ :
ô địa kỹ thuật Geocells ( trái ) và lưới địa kỹ thuật Geogrids ( phải ) 87

Hình 4-3 : Thi công lắp đặt hệ thống gia cường cho mái cỏ 87


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 : Bảng thống kê chiều dài đê sông Hồng theo các tỉnh 5
Bảng 1-2 : Các khu vực đang bị sạt lở nghiêm trọng 15
Bảng 2-1 : Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ gà và cỏ dày
(tổng hợp từ số liệu mẫu cỏ thu thập được từ 02 vị trí đê thí nghiệm ở Nam Định và
Thái Bình) 37
Bảng 2-2 : Sức kháng kéo của rễ một số loài thực vật 41
Bảng 2-3: Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) theo độ sâu của cỏ Vetiver 42
Bảng 2-4: Phân bố mật độ diện tích rễ cỏ RAR (%) trung bình theo độ sâu của
cỏ Vetiver 42
Bảng 2-5 : Lực dính gia cường và bề dày của lớp đất được trồng cỏ của cỏ Vetiver và
cỏ Gà 45
Bảng 3-1 : Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 58
Bảng 3-2 : Mực nước trung bình các tháng mùa kiệt (tháng 12 dến tháng 5)

(Trạm thuỷ văn Ba Lạt) 59
Bảng 3-3 : Mực nước trung bình các tháng mùa kiệt (tháng 12 dến tháng 5)
(Trạm thuỷ văn Cồn Nhất - Tại K210+670 Hữu Hồng) 60
Bảng 3-4 : Thông số cao trình mực nước tính toán. 60
Bảng 3-5 : Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất trồng cỏ Gà 61
Bảng 3-6 : Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất trồng cỏ Vetiver 61
Bảng 3-7 : Các trường hợp tính toán 65
Bảng 3-8 : Kết quả trường hợp 1 80
Bảng 3-9 : Kết quả trường hợp 2 80
Bảng 3-10 : Kết quả trường hợp 3 81





1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài.
Đê sông Hồng hay tên gọi đầy đủ là hệ thống đê sông Hồng là một trong
4 hệ thống đê điều của các tỉnh phía Bắc Việt Nam. Về phương diện chống lũ,
cao trình đỉnh đê trên toàn tuyến cơ bản đảm bảo theo quy định tương ứng với
từng cấp đê. Tuy nhiên về bề rộng chỉ đảm bảo về mặt ổn định và giao thông
nội vùng, ứng cứu hộ đê khi có lũ, bão. Trừ một số đoạn đê thuộc thành phố Hà
Nội đã được mở rộng và gia cố mái đê phục vụ phát triển đa mục tiêu của thành
phố. Hiện nay đa số các đoạn đê sông Hồng đã và đang xuống cấp,nhiều đoạn
đang sạt lở nghiêm trọng mà nhu cầu đi lại trên đê ngày càng nhiều.
Đồng bằng sông Hồng đã có 26 trận lũ lớn. Đặc biệt lũ vào tháng 8 năm
1971 đã làm vỡ đê Sông Hồng và 100.000 người đã bị thiệt mạng. Vỡ đê do
rất nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân do sạt lở bờ sông. Mặc dù đã
có nhiều các giải pháp về chống sạt lở bờ sông hiện nay như làm kè lát mái,

kè đá xây, xây tường bê tông cốt thép, các công trình giảm vận tốc ven bờ,
công trình chuyển hướng dòng chảy , nhưng đến nay vẫn chưa có một giải
pháp nào thực sự đạt được hiệu quả cao cả về kinh tế lẫn giải quyết về vấn đề
chống sạt lở bờ sông.
Việc nghiên cứu đề xuất giải pháp mềm gia cố chống sạt lở bờ sông, áp
dụng cho đoạn đê sông Hồng huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định, trước hết
là để xây dựng hệ thống đê sông Hồng huyện Xuân Trường bền vững, sau đó
là kết hợp giao thông, du lịch, an ninh quốc phòng và quy hoạch đê điều. Vì
vậy đề xuất giải pháp mềm gia cố chống sạt lở bờ sông là rất cần thiết.
2. Mục đích của Đề tài.
Nghiên cứu đề xuất, đưa ra giải pháp mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông
nhằm tiết kiệm về mặt kinh tế và nâng cao chất lượng về mặt kỹ thuật đảm
bảo mái đê làm việc ổn định, lâu dài và bền vững.


2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
a. Đối tượng nghiên cứu.
Các yếu tố hình học của mặt cắt đê; Ổn định đê (thấm, trượt mái, trạng
thái ứng suất, biến dạng); Các đặc trưng về mực nước, nước rút, gia tải, tính
chất cơ lý của vật liệu đắp đê.
b. Phạm vi nghiên cứu.
Trong khuôn khổ thời gian có hạn, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu một
số đoạn đê sông điển hình của sông Hồng, tính toán cụ thể một đoạn đê hữu
Hồng thuộc địa phận huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
a. Cách tiếp cận.
Tiếp cận trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân khoa
học hay các phương tiện thông tin đại chúng để nắm được tổng quan về các
giải pháp chống sạt lở bờ sông hiện nay, đặc biệt là khi sử dụng giải pháp

mềm để gia cố chống sạt lở bờ sông.
Từ đó nhận thấy rằng các giải pháp mềm về chống sạt lở bờ sông hiện
nay còn tương đối đơn giản và chưa có cách nhìn nhận đúng đắn về khả năng
chống xói lở của các giải pháp mềm. Các giải pháp hiện nay thường là sử
dụng các biện pháp như làm kè lát mái, kè đá xây, xây tường bê tông cốt
thép , các giải pháp này còn tương đối tốn kém và không có hiệu quả lâu dài,
vì các công trình sau khi đi vào sử dụng, theo thời gian đều xuống cấp và
không chống chịu được với sự biến đổi của diễn biến lòng sông và biến đổi
khí hậu như hiện nay. Vì vậy với đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp
mềm, gia cố chống sạt lở bờ sông, áp dụng cho đoạn đê sông Hồng qua
huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định ” tác giả sẽ giải quyết được các
nhược điểm vừa nêu trên.



3
b. Các phương pháp nghiên cứu.
1- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu, tổng hợp
kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực thủy lợi đặc
biệt về đê điều và các giải pháp mềm chống sạt lở bờ sông.
2- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với đúc rút kinh nghiệm
thực tế, dựa trên chỉ dẫn tính toán của các quy trình quy phạm, sử dụng mô
hình toán và các phần mềm ứng dụng.
3- Phương pháp chuyên gia, hội thảo. Tranh thủ sự góp ý của các
chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp để phát triển ý tưởng và khuyết điểm của đề
tài trong quá trình thực hiện.
4- Phương pháp phân tích tổng hợp. Đánh giá tổng quát kết quả nghiên
cứu, về ưu nhược điểm và phương hướng giải quyết.

4
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về đê sông Hồng.
1.1.1. Lịch sử đê sông Hồng.
Sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Nhụy Sơn (cao 1776m) ở gần hồ Đại
Lý thuộc huyện Nhị Đô, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc chảy theo hướng Tây
Bắc – Đông Nam chảy vào Việt Nam ở cửa khẩu Hà Khẩu (Lào Cai) qua 7
tỉnh đổ ra biển bằng 10 cửa, cửa chính là cửa Ba Lạt (Nam Định).

Hình 1-1 : Bản đồ lưu vực sông Hồng - Thái Bình
Trước khi người Pháp đặt tên cho Sông Hồng, nó đã có rất nhiều tên
gọi. Mỗi địa phương có một tên sông riêng của mình, ví dụ như: Sông Thao,


5
sông Cái, sông Nhĩ Hà, sông Nam Sang, Hoàng Giang… vì thế nó cũng được
coi là con sông có nhiều tên nhất. Sông Hồng là con sông rất riêng của Việt
Nam. Con sông ấy chẳng những bồi đắp nên nền văn minh sông Hồng, một
trong 36 nền văn minh của thế giới mà còn là hệ thống sông lớn nhất miền
Bắc nước ta, lớn thứ 2 trên bán đảo Đông Dương sau sông Mêkông (sông
Cửu Long). Với chiều dài 1126 km, qua địa phận Việt Nam là 556 km chiếm
49,3%, diện tích toàn lưu vực là 155.000km
2
chiếm 45,6% diện tích. Ngoài
ra, sông Hồng còn có tận 614 phụ lưu từ cấp 1 đến cấp 6, có những phụ lưu
lớn như Đà, Lô, Chảy…
1.1.2. Hiện trạng, đặc điểm đê sông Hồng.
Hiện tại đê sông Hồng tính cả 2 bên bờ có chiều dài khoảng 420 km,

phân bố theo các tỉnh như sau:
Bảng 1-1 : Bảng thống kê chiều dài đê sông Hồng theo các tỉnh
TT Tỉnh
Bờ hữu
Bờ tả
Tổng
Từ Km
Đến
Km
Dài
(km)
Từ Km
Đến
Km
Dài
(km)
1
Vĩnh Phúc



0
48+165
48,165
48,165
2
Hà Nội
0
117+900
114,089

48+165
77+284
29,119
143,208
3
Hà Nam
117+900
156+873
38,973



38,973
4
Hưng Yên



77+284
133+050
59,006
59,006
5
Nam Định
156+873
219+702
64,081

64,081
6
Thái Bình



133+050
200+000
67,38
67,38
Tổng






420,813
(Nguồn: Tổng cục Thủy lợi)
1.1.2.1. Đặc điểm địa hình – địa mạo.
Vùng tuyến đê sông Hồng thuộc kiểu địa hình tích tụ đồng bằng, được
thành tạo bởi các trầm tích sông, có bề mặt khá bằng phẳng, cao độ 4m -12m,
trung bình 6m - 7m, thấp dần theo chiều dòng chảy của sông, cao nhất ở phía
Tây Bắc đến thấp nhất ở phía Đông Nam. Dựa vào hình thái và điều kiện
thành tạo có thể chia ra các dạng địa hình sau:


6
a. Thềm bậc 1.
Dạng địa hình này phân bố chủ yếu ở phía Đông Bắc vùng nghiên cứu

thuộc tả ngạn sông Hồng và tập trung một phần nhỏ ở Xuân Đỉnh, Cổ Nhuế,
bên hữu ngạn, có bề mặt tương đối bằng phẳng, cao độ 8m - 12m, trung bình
9,5m. Thành tạo nên địa hình là các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc, chủ yếu là
sét pha, sét.
b. Đồng bằng tích tụ.
Đây là dạng địa hình phân bố rộng rãi ở phía trong đê, bề mặt tương đối
bằng phẳng, ít thay đổi, có xu hướng nghiêng về phía Đông Nam, cao độ
trung bình 7m - 8m ở phía Tây Bắc và 4m - 5m ở phía Đông Nam. Tuy nhiên,
dọc theo tuyến đê địa hình bị chia cắt nhiều, có những dải đất trũng, đầm, ao,
hồ nối tiếp nhau. Đặc biệt theo hướng lòng sông cổ còn tồn tại một số hồ
móng ngựa có chiều sâu tới vài mét như hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Bảy Mẫu
thành tạo nên dạng địa hình này là các trầm tích sét pha, sét, cát pha nguồn
gốc aluvi thuộc hệ tầng Thái Bình dưới.
c. Bãi bồi hiện đại:
Bãi bồi hiện đại là dạng địa hình tích tụ trẻ nhất, phân bố ở phía bên
ngoài đê, nơi vẫn còn đang chịu sự chi phối bởi hoạt động xâm thực, vận
chuyển và tích tụ của sông. Bãi bồi gồm bãi bồi thấp và bãi bồi cao.
Bãi bồi thấp bao gồm các bãi bồi ở giữa lòng và ven lòng sông, bãi bồi
cao nằm trong khoảng giữa lòng sông và đê.
Thành tạo nên bãi bồi hiện đại chủ yếu là sét pha, cát pha, cát hạt nhỏ
và một phần là sét màu nâu hồng, nâu nhạt thuộc phụ hệ tầng Thái Bình trên.
1.1.2.2. Đặc điểm địa chất.
I. Trầm tích Đệ Tứ khu vực đê.
Theo kết quả nghiên cứu của Đoàn địa chất Hà Nội năm 1999, trầm
tích Đệ tứ khu vực đê bao gồm các phân vị địa tầng từ dưới lên như sau:


7
+ Thống Pleistoxen dưới, hệ tầng Lệ Chi (aQ
1

lc);
+ Thống Pleistoxen giữa - trên, hệ tầng Hà Nội (a, apQ
II – III
1
hn);
+ Thống Pleistoxen trên, hệ tầng Vĩnh Phúc (a,lQ
m
2
vp);
+ Thống Holoxen, bậc dưới- giữa hệ tầng Hải Hưng (Q
IV
1-2
hh):
- Phụ hệ tầng dưới (1bQ
IV
1-2
hh
1
);
- Phụ hệ tầng dưới (mQ
IV
1-2
hh
1
);
+ Thống Holoxen, bậc trên hệ tầng Thái Bình (Q
IV
3
tb):
- Phụ hệ tầng dưới (a,ap,albQ

IV
3
tb
1
);
- Phụ hệ tầng trên (aQ
IV
3
tb
2
);
Ở vùng tuyến đê sông Hồng khu vực Hà Nội, hầu như có mặt tất cả các
phân vị địa tầng trên. Tuy nhiên, do chịu tác động mạnh của dòng chảy nên
chiều dày, phạm vi phân bố, thành phần của trầm tích Đệ tứ ở đây có đặc
điểm biến đổi phức tạp hơn so với vùng xung quanh.
II. Địa tầng và các tính chất cơ lý.
Theo quan điểm địa chất công trình, dựa vào các tài liệu điều tả địa chất
công trình được tiến hành từ năm 1985 đến 1996 của Công ty tư vấn xây dựng
Thủy lợi 1 (HEC1), Viện nghiên cứu khoa học Thủy lợi, Trường đại học Mỏ -
Địa chất, có thể phân chia trầm tích Đệ tứ nền đê sông Hồng, thành các phức
hệ địa tầng nguồn gốc và các nguyên địa chất công trình (lớp đất) từ trên
xuống như sau:
1) Tầng đất thân đê (kí hiệu: 1a). Đất đắp cơ đê và á sét lấp hồ ao đê
(1b), á cát và cát lấp hồ ao, hoặc vun đống để khai thác vật liệu xây dựng (1c).
2) Tầng bồi tích hiện đại: gồm có á sét, á cát (2a), cát (2e) phân bố ở
thượng lưu đê cũ và bãi bồi (bãi ven sông và giữa sông) chiều dày từ 5m ÷
10m, nơi đáy đê là lớp cát (2e) với chiều dày 2m÷ 4m.
3) Tầng bồi tích trẻ:
- Á sét nặng, dẻo mềm (2), đất sét mịn (2b), phân bố không liên tục,
chiều dày từ 0 ÷ 5m.

8
- Á sét nhẹ, á cát chứa các chất hữu cơ có kí hiệu (3b), á cát kí hiệu (3a)
phân bố cục rải rác ở nền đê các đoạn: Hồ Tây - Trúc Bạch, Bùng, Đông Mỹ
với chiều dày từ 0,2m đến 5m hoặc 6m.
- Á sét nặng - sét hữu cơ (3) phân bổ chủ yếu ở vùng Liên Trung, Đông
Mỹ với chiều dày từ 3m ÷ 7m.
- Cát mịn trung, cát giàu bụi sét (4) phân bố tập trung tại các vùng
Bùng, Đông Mỹ, nội thành, Hồ Tây, Lên Hồng.
4) Đất sét hữu cơ (5) gặp nhiều ở Đông Mỹ, Tiên Tân. Cát trung - thô
chứa ít sạn sỏi nhỏ, chỉ gặp lẻ tẻ.
5) Tầng đất sét - á sét nặng (6) phân bố ở nền các đoạn Bá Nội, Thượng
Cát, Hoàng Liên, Thụy Phương, Phú Gia, Vạn Phúc.
Á sét nhẹ - cát pha, kí hiệu (7) chỉ gặp ở vài nơi: Cống Liên Mạc,
Thượng Cát, Phú Gia.
6) Tầng bồi tích cát, cuội sỏi, kí hiệu (8) nổi cao ở vùng Thượng Cát,
Phú Gia từ (-1) ÷ (-5) trở xuống, tại vùng Bùng - Đông Mỹ, Yên Phụ, gặp lớp
(8) ở độ cao (-25) trở xuống.
Như vậy nền đất đê có thể chia thành 3 nhóm chính:
a) Nhóm 1: Gồm các lớp có tính thấm vừa - lớn, khả năng chống áp lực
thấm kém, dễ bị xói ngầm đó là:
- Lớp (8) cát, cuội sỏi có K = 10
-2
÷ 10
-1
cm/s.
- Lớp (4) cát mịn, cát giàu bụi sét, có K = 10
-2
÷ 10

-3
cm/s.
- Lớp (2c) cát phù sa hiện đại, có K = 10
-2
÷ 10
-3
cm/s.
b) Nhóm 2: Đất yếu, sức chịu tải kém, dễ bị lún không đều, tính thấm
không lớn, đó là:
- Lớp (3) á sét nặng - chứa chất hữu cơ φ = 4 ÷ 5
o
, c = 0,04 ÷ 0,05
kg/cm
2
.
- Lớp (5) đất sét chứa hữu cơ φ = 4
o
, c = 0,05 kg/cm
2
.


9
c) Nhóm 3: đất có cường độ khá tốt, gồm các loại đất dẻo cứng đến
mềm, có hệ số thấm K nhỏ, khả năng chịu tải tốt, đó là các lớp:
- Lớp (2), (2b) á sét đến sét có K < 10
-5
cm/s, φ = 8 ÷ 12
o
, c = 0,15 ÷

0,20 kg/cm
2
.
- Lớp (6) á sét đến sét lateric hóa có φ = 15
o
, c = 0,15 kg/cm
2
.
Ngoài ra còn có các lớp đất trung gian, có tính thấm và cường độ trung
bình đó là:
- Lớp (3a) á cát - á sét nhẹ chứa các thấu kính cát.
- Lớp (7) á sét nhẹ - cát pha - loại này dễ bị xói ngầm.
1.1.2.3. Đặc điểm thủy văn.
Vùng đê sông Hồng do các thành tạo trầm tích đệ tứ, có tính thấm và
thấm nước không đồng đều. Trong các trầm tích đệ tứ có hai tầng thấm nước
chủ yếu là tầng thấm nước không áp hoặc áp lực yếu phân bố không liên tục
và tầng thấm nước có áp phân bố liên tục trên toàn vùng.
Nói chung nền đê sông Hồng có cấu trúc địa chất và đặc điểm địa chất
công trình không đồng nhất. Các lớp đất rời thường không lộ ra mà bị phủ bởi
lớp trầm tích thấm nước yếu. Chúng chỉ lộ ra cục bộ khi lớp phủ bị bóc bỏ
hoặc phá vỡ, lớp phủ thấm nước yếu ở phía trong đê có lộ lên và chiều dày
khác nhau. Trên toàn tuyến đê, có nơi tồn tại các lớp trầm tích hạt rời của cả 2
hệ tầng Thái Bình và Vĩnh Phúc. Ở những nơi này, chiều dày lớp phủ thấm
nước yếu thường không lớn. Có nơi trầm tích hạt rời của 2 hệ tầng Thái Bình
và Vĩnh Phúc phủ trực tiếp lên nhau, khi đó 2 tầng thấm nước không áp và có
áp liên thông trực tiếp với nhau. Mặt khác, ở mỗi đoạn đê bãi bồi cao có chiều
rộng khác nhau, do đó sức cản thấm và áp lực dòng thấm của nước dưới đất
tại các vị trí khác nhau của tuyến đê không giống nhau. Với những đặc điểm
nêu trên, khi nghiên cứu chế độ thấm qua thân và nền đê, cần phải phân biệt
trong phạm vi nghiên cứu các kiểu cấu trúc nền khác nhau.

10
1.1.3. Các vấn đề sạt lở bờ sông.
Sạt lở bờ sông luôn là mối đe dọa cho công trình và các hoạt động kinh
tế ven bờ, đặc biệt là khu vực đồng bằng Bắc Bộ, sạt lở bờ sông còn đe dọa
đến cả ổn định của hệ thống đê – công trình an toàn quốc gia. Các yếu tố tham
gia vào quá trình sạt lở bờ sông rất đa dạng và tỷ phần tham gia của các yếu tố
rất khác nhau. Chính vì vậy mỗi chúng ta cần có ý thức bảo vệ rừng đầu
nguồn, khai thác đánh bắt tài nguyên khoáng sản hợp lý để bảo vệ dòng sông
của chúng ta. Bên cạnh đó nhà nước cần có nhiều chủ trương chính sách bảo
vệ dòng sông đã và đang bị sạt lở, bảo vệ cho dòng sông chính là bảo vệ cho
tính mạng mỗi chúng ta. Vì vậy cần có nhiều mô hình công tác phòng chống
cụ thể để phòng chống sạt lở bờ sông một cách kịp thời và có hiệu quả.
1.1.3.1. Nguyên nhân.
Do quy luật vận động tự nhiên của lòng dẫn: Sạt lở, bồi lắng thường
xảy ra ở những đoạn sông cong, các cửa phân lưu, nhập lưu, các cửa sông
phân lạch, nơi giao thoa giữa dòng chảy trong sông và dòng triều là những
nơi dòng chảy không ổn định. Phía bờ lõm do dòng chảy chủ lưu áp sát bờ,
khi vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc khởi động của đất cấu tạo bờ sông sẽ
gây sạt lở, phạm vi sạt lở thường phát triển từ thượng lưu về hạ lưu. Ngoài ra,
sạt lở cũng có thể xuất hiện dọc theo bờ của một con sông trong trạng thái cân
bằng động.
Do mực nước lũ lên cao, đất mái đê phía sông bị ngâm trong nước
nhiều ngày, dẫn đến hiện tượng bão hòa nước trong đất. Mặt khác nước đột
ngột rút nhanh làm mất sự liên kết giữa các lớp đất gây ra sạt lở bờ sông.
Các hoạt động xây dựng nhà cửa, kho hàng, vật kiến trúc và lập các bến
bãi sát mép bờ… làm gia tăng tải trọng trên nền đất yếu tạo ra áp lực, gây
hiện tượng nén lún, ép trồi khối đất bờ ra mái bờ làm mất ổn định mái bờ
sông dẫn đến nguy cơ sạt lở.

11

Hình 1-2 : Các hoạt động lấn chiếm bãi sông
Các hoạt động kinh doanh khai thác cát trái phép trên sông, nhất là tình
trạng đào, hút sâu xuống lòng sông, bãi bồi đã được tích tụ nhiều năm để lấy
cát tạo nên hàm ếch. Việc khai thác cát trái phép không chỉ làm sạt lở đất
ngay tại nơi đào, hút cát mà có thể làm thay đổi dòng chảy gây nên tình trạng
sạt lở bất thường, ngay cả những nơi đã xây dựng kè bảo vệ.

Hình 1-3 : Khai thác cát trái phép
Do ảnh hưởng của các hoạt động giao thông thuỷ: Sóng do tàu thuyền,
sự đào bới lòng sông của chân vịt tàu, thuyền. Neo đậu tàu thuyền không


12
đúng nơi quy định, xây dựng công trình không hợp lý, là một trong các
nguyên nhân trực tiếp làm gia tăng diễn biến sạt lở.


Hình 1-4 : Hoạt động giao thông thủy với mật độ và tốc độ ngày càng cao gây
sóng lớn
Ảnh hưởng của các mố,trụ cầu giao thông làm thay đổi, cản trở dòng
chảy cũng làm tăng nguy cơ sạt lở.

Hình 1-5 : Các mố trụ cầu giao thông


13

Rừng đầu nguồn bị khai thác quá mức cũng là một nguyên nhân dẫn
đến việc thay đổi chế độ dòng chảy và chế độ bùn cát của hệ thống sông, gây
tác động xấu đến diễn biến lòng sông gây ra hiện tượng sạt lở.

Hình 1-6 : Rừng bị tàn phá nghiêm trọng
Mặt khác, do cấu tạo lòng sông, nhất là sông Hồng chủ yếu là lớp cát
mịn nên rất dễ bị xói lở. Mực nước hạ lưu sông Hồng chịu tác động trực tiếp
của quá trình điều tiết hồ Hoà Bình, mực nước thay đổi đột ngột không tuân
theo qui luật tự nhiên, sự thay đổi tỷ lệ lưu lượng của các nhánh sông tại khu
vực nhập lưu, sự thay đổi hàm lượng phù sa, sức tải bùn cát của lòng dẫn
tác động mạnh đến sạt lở.
1.1.3.2. Thực trạng.
Sông Hồng hiện nay đang bị sạt lở nghiêm trọng ảnh hưởng đến an
toàn và lợi ích kinh tế của người dân.


14


Hình 1-7 : Các khu vực sạt lở nghiêm trọng
Nhiều khu vực bờ sông Hồng thuộc địa phận 9 tỉnh Lào Cai, Yên Bái,
Hà Tây, Hà Nam, Vĩnh Phúc , Phú Thọ, Hưng Yên, Nam Định và Thái Bình
đang bị sạt lở nghiêm trọng. Những hộ dân sống gần khu vực sông Hồng bắt
buộc phải di dời đến nơi khác sinh sống vì khu gần bờ bị sạt lở nghiêm trọng.