Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói cống sơn đốc tỉnh bến tre
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.5 MB, 112 trang )
B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
TR
B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
NG Đ I H C TH Y L I
----o0o----
NGUY N THÁI BÌNH
NGHIÊN C U CH Đ TH Y L C VÀ GI I PHÁP
TIÊU NĂNG PHÒNG XÓI C NG S N Đ C
T NH B N TRE
CHUYÊN NGÀNH: K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y
MÃ S :
60580202
LU N V N TH C S
NG
IH
NG D N KHOA H C:
GS.TS T NG
C TH NG
TS. NGUY N THANH H I
Tp. H Chí Minh, 2015
L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan lu n v n t t nghi p này là công trình khoa h c do chính tôi
th c hi n. Các s li u, k t qu nêu trong lu n v n là trung th c và ch a đ
công b trong b t k công trình nào khác. T t c các trích d n đã đ
c ai
c ghi gõ ngu n
g c.
TP. H Chí Minh, ngày 10 tháng 10 n m 2015
H c viên
Nguy n Thái Bình
L IC M
N
Sau th i gian th c hi n lu n v n, v i s ph n đ u n l c c a b n thân và
d
i s giúp đ t n tình c a các th y cô, b n bè và đ ng nghi p, lu n v n: “Nghiên
c u ch đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng S n
Tre” đã đ
c t nh B n
c hoàn thành.
Tác gi xin chân thành c m n đ n toàn th th y giáo, cô giáo tr
h c Th y l i, khoa Sau đ i h c, khoa Công trình tr
tâm gi ng d y tác gi trong su t quá trình h c t p t i tr
ng
i
i h c Th y l i đã t n
ng.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i GS-TS T ng
Nguy n Thanh H i đã h
ng
c Th ng và TS
ng d n, giúp đ t n tình trong th i gian tác gi làm lu n
v n.
Tác gi xin chân thành g i l i c m n t i lãnh đ o cùng t p th C s 2 Tr
ng
i h c Th y l i, Phòng nghiên c u Th y công Th y l c - Vi n Khoa h c
Th y l i Mi n Nam đã đ ng viên và t o đi u ki n thu n l i v m i m t trong su t
th i gian tác gi h c t p và làm lu n v n.
Do đi u ki n th i gian có h n nên trong khuôn kh c a lu n v n không th
tránh kh i nh ng khi m khuy t, r t mong nh n đ
c s giúp đ chân thành c a các
th y cô, các anh ch và b n bè đ ng nghi p.
Xin chân tr ng c m n!
TP. H Chí Minh, ngày 10 tháng 10 n m 2015
H c viên
Nguy n Thái Bình
M CL C
M
U .................................................................................................................. 1
I. TÍNH C P THI T C A
II. M C TIÊU C A
TÀI ...................................................................... 1
TÀI ................................................................................. 3
III. CÁCH TI P C N VÀ PH
IV. K T QU D
KI N
T
NG PHÁP NGHIÊN C U ........................... 3
C ................................................................. 4
V. N I DUNG C A LU N V N .......................................................................... 4
CH
NG 1: T NG QUAN V N
NGHIÊN C U ....................................... 5
1.1.
T ng quan đi u ki n t nhiên khu v c nghiên c u ................................ 5
1.1.1.
V trí đ a lý ................................................................................................... 5
1.1.2.
c đi m đ a hình ........................................................................................ 5
1.1.3.
c đi m đ a ch t ......................................................................................... 8
1.1.4.
c đi m th y v n ....................................................................................... 9
1.1.5.
Nh n xét đánh giá đ c đi m t nhiên vùng nghiên c u .............................. 10
1.2.
T ng quan v c ng vùng tri u.................................................................. 10
1.3.
Các k t qu nghiên c u liên quan t i lu n v n ...................................... 12
1.3.1.
K t qu nghiên c u v xói ngoài n
c ....................................................... 12
1.3.1.1. Chi u sâu l n nh t c a h xói .................................................................... 13
1.3.1.2. Chi u dài c a h xói ................................................................................... 13
1.3.2.
K t qu nghiên c u v xói trong n
c ........................................................ 14
1.3.2.1. Nghiên c u c a Tr n Nh H i và các đ ng nghi p t i Vi n Khoa h c Th y
l i Mi n Nam [4]...................................................................................................... 14
1.3.2.2. Nghiên c u c a Ph m Ng c Quý [6] ......................................................... 14
1.3.2.3. Nghiên c u c a Tr nh Công V n [8] .......................................................... 15
1.3.2.4. Nghiên c u c a Nguy n Thanh H i [3] ..................................................... 17
1.4.
V n đ đ t ra ............................................................................................. 17
1.4.1.
Xói sau công trình ....................................................................................... 17
1.4.2.
M t tr
1.4.3.
Nguyên nhân xói l ..................................................................................... 19
1.5.
Nh n xét chung .......................................................................................... 20
CH
NG 2: C
ng h p xói c th .......................................................................... 18
S
LÝ LU N NGHIÊN C U TH C NGHI M MÔ HÌNH
TH Y L C CHO C NG S N
C .................................................................. 21
2.1.
Lý lu n v tiêu n ng sau c ng .................................................................. 21
2.1.1.
Khái ni m chung v tiêu n ng .................................................................... 21
2.1.2.
Nhi m v tính toán tiêu n ng ...................................................................... 21
2.1.3.
Ph
2.1.4.
N i ti p dòng ch y
2.1.5.
Các hình th c tiêu n ng .............................................................................. 24
ng pháp nghiên c u tiêu n ng ............................................................. 21
h l u công trình ...................................................... 22
2.1.5.1. Tiêu n ng dòng đáy .................................................................................... 25
2.1.5.2. Tiêu n ng dòng m t .................................................................................... 26
2.1.6.
Tính toán lý thuy t xác đ nh s b kích th
c ng S n
c h th ng tiêu n ng phòng xói
c .............................................................................................. 27
2.1.6.1. Tính toán chi u dài sân tiêu n ng ............................................................... 27
2.1.6.2. Tính toán chi u dài sân sau ........................................................................ 27
2.1.6.3. Tính toán chi u sâu h xói ......................................................................... 28
2.1.7.
ánh giá và nh n xét s b khi áp d ng các lý thuy t hi n nay vào tính toán
tiêu n ng phòng xói công trình c ng S n
c............................................ 29
2.2.
Nghiên c u mô hình th y l c (MHTL) ................................................... 29
2.2.1.
N i dung, ph
2.2.2.
Khái ni m v mô hình ................................................................................. 30
ng pháp c a nghiên c u MHTL ......................................... 30
2.2.2.1. Mô hình ...................................................................................................... 30
2.2.2.2. Mô hình hóa ............................................................................................... 31
2.2.2.3. Mô hình v t lý ............................................................................................ 31
2.2.2.4. Mô hình toán .............................................................................................. 31
2.2.3.
M c đích, nhi m v nghiên c u MHTL ..................................................... 31
2.2.3.1. M c đích ..................................................................................................... 31
2.2.3.2. Nhi m v .................................................................................................... 31
2.2.4.
Lý thuy t t
ng t thuy t l p MHTL ......................................................... 32
2.2.4.1. Khái ni m chung ........................................................................................ 32
2.2.4.2. T
ng t v hình h c ................................................................................. 33
2.2.4.3. T
ng t đ ng h c ..................................................................................... 33
2.2.4.4. T
ng t đ ng l c h c ............................................................................... 34
2.2.4.5. Phân tích th nguyên và ng d ng ............................................................. 35
2.3.
Thi t l p các ph
2.3.1.
M c đích thi t l p các ph
2.3.2.
Thi t l p ph
CH
NG 3: NGHIÊN C U
XÓI C NG S N
ng án thí nghi m ........................................................ 38
ng án thí nghi m ............................................. 38
ng trình nghiên c u thí nghi m ........................................... 38
XU T GI I PHÁP TIÊU N NG PHÒNG
C .......................................................................................... 43
3.1.
Gi i thi u chung công trình c ng S n
c ............................................. 43
3.1.1.
Tên công trình ............................................................................................. 43
3.1.2.
V trí xây d ng công trình ........................................................................... 43
3.1.3.
c đi m đ a hình ....................................................................................... 43
3.1.4.
c đi m đ a ch t ........................................................................................ 44
3.1.4.1.
a t ng ...................................................................................................... 44
3.1.4.2. M t c t đ a ch t .......................................................................................... 44
3.1.4.3. Ch tiêu c lý các l p đ t ............................................................................ 45
3.1.5.
Nhi m v công trình ................................................................................... 47
3.1.6.
Các h ng m c chính c a công trình ............................................................ 47
3.1.7.
C p công trình ............................................................................................. 48
3.2.
C s lý lu n gi i pháp tiêu n ng phòng xói cho công trình c ng S n
c
3.2.1.
3.2.2.
..................................................................................................................... 48
c đi m làm vi c (th y l c) c ng S n
c .............................................. 48
C s lý lu n đ xu t gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng S n
c .......... 50
3.2.2.1. Gi i quy t dòng xiên gây xói l ................................................................. 50
3.2.2.2. Gi i quy t v n đ m ch đ ng gây xói l .................................................... 50
3.2.2.3. Gi i quy t đ m c a c a van t đ ng ...................................................... 51
3.2.2.4. Gi i quy t tiêu n ng
3.2.3.
h l u công trình .................................................... 51
xu t gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng S n
c ............................... 52
3.3.
Các tài li u c b n ph c v thí nghi m ................................................... 53
3.4.
Thi t k mô hình hóa ................................................................................ 54
3.4.1.
Mô hình hóa ................................................................................................ 54
3.4.1.1. Ch n lo i mô hình ...................................................................................... 54
3.4.1.2. Ch n t l mô hình ..................................................................................... 54
3.4.1.3. Ph m vi b trí mô hình ............................................................................... 55
3.4.1.4. V t li u làm mô hình .................................................................................. 55
3.4.1.5. Xây d ng và ch t o mô hình..................................................................... 56
3.4.1.6. Ki m tra đi u ki n t
3.4.2.
ng t mô hình ......................................................... 56
Các thi t b đo đ c và quy trình thí nghi m ................................................ 57
3.4.2.1. D ng c đo cao đ ...................................................................................... 57
3.4.2.2. D ng c đo l u l
ng................................................................................. 58
3.4.2.3. Thi t b đo m c n
c ................................................................................. 58
3.4.2.4.
o áp su t m ch đ ng ................................................................................ 58
3.4.2.5. D ng c đo l u t c ..................................................................................... 58
3.4.2.6. Thi t b l u tr và x lý s li u .................................................................. 58
3.4.2.7. Quy trình thí nghi m .................................................................................. 59
3.5.
K t qu thí nghi m ph
3.5.1.
Ph
ng án thi t k ban đ u (PATK1) .................. 59
ng án thi t k ban đ u (PATK1) ......................................................... 59
3.5.1.1. Công trình ................................................................................................... 59
3.5.1.2. M c n
c thí nghi m (PATK1) ................................................................. 60
3.5.1.3. V n t c dòng ch y d c theo c ng .............................................................. 62
3.5.2.
K t qu thí nghi m (PATK1) ...................................................................... 62
3.5.3.
Nh n xét ki n ngh ...................................................................................... 63
3.6.
K t qu thí nghi m PATK s a đ i 1 (PATK2) ...................................... 63
3.6.1.
Ph
ng án thi t k s a đ i 1 (PATK2) ....................................................... 63
3.6.1.1. Công trình ................................................................................................... 63
3.6.1.2. M c n
c thí nghi m (PATK2) ................................................................. 64
3.6.2.
K t qu thí nghi m PATK2: ....................................................................... 65
3.6.3.
Nh n xét ki n ngh ...................................................................................... 69
3.7.
K t qu thí nghi m PATK s a đ i 2 (PATK3) ...................................... 69
3.7.1.
Ph
ng án thi t k s a đ i 2 (PATK3) ....................................................... 69
3.7.1.1. Công trình ................................................................................................... 70
3.7.1.2. M c n
3.7.2.
c thí nghi m ................................................................................. 70
K t qu thí nghi m PATK3 ........................................................................ 72
3.7.2.1. K t qu thí nghi m s a đ i phía đ ng PATK3 .......................................... 72
3.7.2.2. K t qu thí nghi m s a đ i phía sông PATK 3 ......................................... 72
3.7.3.
Nh n xét ki n ngh ...................................................................................... 73
3.8.
K t qu thí nghi m ph
3.8.1.
Ph
ng án ch n và v n hành ................................. 73
ng án ch n (PAC) ............................................................................... 73
3.8.1.1. Công trình ................................................................................................... 73
3.8.1.2. M c n
c thí nghi m ................................................................................. 73
3.8.2.
K t qu thí nghi m ...................................................................................... 74
3.8.3.
Nh n xét ki n ngh ...................................................................................... 75
3.9.
L p công th c tính v n t c đáy t i m t c t cu i sân gia c v i kênh h
l u d a trên các thông s th y l c ....................................................................... 76
3.9.1.
nh h
ng nghiên c u............................................................................... 76
3.9.2.
K t qu thí nghi m ...................................................................................... 78
3.9.3.
C s lý lu n ph
3.9.4.
Gi thuy t các hàm toán h c bi u th s liên quan gi a các đ i l
3.9.5.
Xác đ nh các thông s ch a bi t c a hàm gi đ nh ..................................... 80
3.9.6.
Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i các v trí nghiên c u A, B, C, D, E,
ng pháp l p công th c tính v n t c đáy........................ 78
ng ...... 80
F................................................................................................................... 81
3.9.6.1. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí A ....................................... 82
3.9.6.2. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí B ....................................... 83
3.9.6.3. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí C ....................................... 83
3.9.6.4. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí D ....................................... 83
3.9.6.5. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí E ....................................... 83
3.9.6.6. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i v trí F........................................ 83
3.9.7.
So sánh gi a công th c th c nghi m và k t qu thí nghi m ...................... 84
3.10.
Phân tích, đánh giá k t qu nghiên c u .................................................. 84
3.10.1.
ánh giá đ nh tính ....................................................................................... 84
3.10.2.
ánh giá đ nh l
3.11.
ng.................................................................................... 85
L a ch n gi i pháp tiêu n ng h p lý ....................................................... 86
K T LU N VÀ KI N NGH ............................................................................... 90
DANH M C HÌNH
Hình 1. 1: Các h ng m c c a HTTLBBT ...................................................................5
Hình 1. 2: B n đ đ a hình t nh B n Tre .....................................................................7
Hình 1. 3: B n đ đ a ch t t nh B n Tre .....................................................................8
Hình 1. 4: Xói l c ng Vàm
n t nh B n Tre .........................................................19
Hình 2. 1: N i ti p ch y đáy sau b c ........................................................................22
Hình 2. 2: N i ti p ch y m t sau b c ........................................................................23
Hình 2. 3: Các hình th c n i ti p dòng ch y
Hình 2. 4: S đ xác đ nh các đ i l
h l u ..............................................25
ng k t c u h l u công trình ..........................38
Hình 3. 1: V trí xây d ng c ng S n
c .................................................................43
Hình 3. 2: M t c t ngang đ a ch t tuy n c ng ..........................................................45
Hình 3. 3: M t c t d c đ a ch t tuy n c ng ..............................................................45
Hình 3. 4: Hình th c k t c u tiêu n ng công trình c ng S n
c ............................53
Hình 3. 5: S đ thí nghi m ......................................................................................56
Hình 3. 6: M t b ng mô hình c ng S n
c ph
ng án thi t k (PATK1) .............60
Hình 3. 7: V trí các m t c t đo v n t c trung bình phía đ ng ..................................62
Hình 3. 8: V trí các m t c t đo v n t c trung bình phía sông ..................................62
Hình 3. 9: M t b ng mô hình c ng S n
c PATK2 ...............................................65
Hình 3. 10: V trí các đi m nghiên c u A, B, C........................................................77
Hình 3. 11: V trí các đi m nghiên c u D, E, F ........................................................77
DANH M C B NG
B ng 1. 1: Phân b di n tích theo các c p cao đ (đ n v ha) ....................................6
B ng 1. 2: T ng h p ch tiêu c lý các l p đ t tuy n ven sông Hàm Luông ..............9
B ng 2. 1: B ng tính chi u dài sân tiêu n ng ............................................................27
B ng 2. 2: B ng tính chi u dài sân sau .....................................................................28
B ng 2. 3: B ng tính chi u sâu h xói ......................................................................28
B ng 3. 1: Các ch tiêu c lý c a l p đ t ..................................................................46
B ng 3. 2: Các thông s c a tr
ng h p B-2 (PATK1) ............................................60
B ng 3. 3: Các thông s c a tr
ng h p D-1 (PATK1) ...........................................61
B ng 3. 4: Các thông s c a tr
ng h p D-2 (PATK1) ...........................................61
B ng 3. 5: Các thông s c a tr
ng h p D-3 (PATK2) ...........................................64
B ng 3. 6: Ch đ th y l c, n i ti p qua c ng (PATK2) ..........................................65
B ng 3. 7: Các thông s c a tr
ng h p B-3 (PATK3) ............................................70
B ng 3. 8: Các thông s c a tr
ng h p D-1 (PATK3) ...........................................71
B ng 3. 9: Các thông s c a tr
ng h p D-3 (PATK3) ...........................................71
B ng 3. 10: Các thông s c a tr
ng h p D-4 (PATK3) .........................................71
B ng 3. 11: K t qu thí nghi m s a đ i phía đ ng PATK3 .....................................72
B ng 3. 12: K t qu thí nghi m s a đ i phía sông PATK3 ......................................72
B ng 3. 13: Tr
ng h p m l y n
c, m 4 & 5 c a ng v i các t h p c a tr
ng
h p B-3 (PAC) ..........................................................................................................74
B ng 3. 14: Tr
ng h p m tiêu n
c, m 4 & 5 c a ng v i các t h p c a tr
ng
h p D-1 (PAC) ..........................................................................................................74
B ng 3. 15: K t qu thí nghi m v n hành, tr
ng h p l y n
c t sông vào đ ng
(PAC) ........................................................................................................................74
B ng 3. 16: K t qu thí nghi m v n hành, tr
ng h p tiêu n
c t đ ng ra sông
(PAC) ........................................................................................................................75
B ng 3. 17: K t qu các sêry thí nghi m xác đ nh v n t c đáy t i m t s v trí
h
l u công trình ............................................................................................................78
B ng 3. 18: K t qu thí nghi m v i các đ i l
ng không th nguyên .....................79
B ng 3. 19: K t qu thí nghi m v i các đ i l
ng không th nguyên cho các v trí
nghiên c u .................................................................................................................82
B ng 3. 20: K t qu tính toán v n t c đáy t i m t s đi m nghiên c u t i h l u
công trình c ng S n
c theo các công th c th c nghi m t (3-10) ÷ (3-15) so sánh
v i k t qu thí nghi m ...............................................................................................84
B ng 3. 21: T ng h p s a đ i cho m t s hình th c tiêu n ng phòng xói c ng S n
c ............................................................................................................................86
DANH M C CH
VI T T T
DATLBBT
VI T T T VÀ KÝ HI U
VI T
Y
/Ý NGH A
D án thu l i B c B n Tre
BSCL
ng b ng sông C u Long
VDA
Vùng d án
MHTL
Mô hình th y l c
TNPX
Tiêu n ng phòng xói
KC TNPX
K t c u tiêu n ng phòng xói
HPX
H phòng xói
PATK
Ph
ng án thi t k
1
1. M
I. TÍNH C P THI T C A
U
TÀI
T nh B n Tre là t nh duy nh t trong 8 t nh đ ng b ng sông C u Long ch a
đ
c ng t hóa. Vùng B c B n Tre chi m 60% di n tích toàn t nh; là trung tâm kinh
t , chính tr , v n hóa, và là đ u m i giao thông quan tr ng nh t c a t nh B n Tre.
Ngu n n
c ng t ph c v s n xu t và sinh ho t trong vùng b h n ch do xâm
nh p m n 3 đ n 4 tháng mùa khô, n ng đ m n l n làm nh h
ng nghiêm tr ng
đ n t c đ phát tri n kinh t và đ i s ng c a nhân dân. Xâm nh p m n ngày càng
gay g t và quy t li t h n, ng
i dân vùng B c B n Tre ph i mua n
c ng t v i giá
đ t, tình hình s n xu t b p bênh.
Trong h n 3 th p k qua, Nhà n
c và nhân dân t nh B n Tre đã đ u t xây
d ng m t s công trình th y l i nh m ng n m n, t o ngu n ng t (d án H
ng M ,
Gi ng Trôm, Ba Tri, h th ng thu l i Cây Da, Vàm H , C u S p,…) nh ng ch a
đ kh n ng làm thay đ i c c di n mà ch có th làm gi m đ
c m t ph n khó kh n
v s n xu t, sinh ho t trong m t s vùng thu c các huy n M Cày, Th nh Phú,
Gi ng Trôm, Ba Tri,…
Ph
ng châm né tránh m n đ s n xu t ch thích ng v i th i k s n xu t
trong vùng phát tri n th p và ch là gi i pháp t m th i khi ch a đ đi u ki n xây
d ng d án. Trong đi u ki n phát tri n kinh t xã h i hi n nay nh t là khi đã xây
d ng xong c u R ch Mi u, ph
trong vùng c n có m t môi tr
n
ng châm đó không còn thích h p n a. Ng
ng s ng t t đ p h n, ch đ ng đ
c m n. Ch có ng t hóa toàn vùng m i ch đ ng đ
cn
i dân
c ng t và
c trong sinh ho t và s n
xu t, t o đi u ki n phát tri n kinh t xã h i cho vùng d án mang tính b n v ng.
Các nghiên c u v quy ho ch th y l i c a t nh B n Tre trong nh ng n m qua
cho th y đ có th ng n m n, ng t hóa h u h t nh ng vùng b m n trong t nh, ph c
v s n xu t sinh ho t, t o ra m t b
c chuy n l n v kinh t , xã h i, ngoài vi c
hoàn thi n các d án th y l i đã có còn c n ph i xây d ng h th ng thu l i B c
B n Tre.
2
C ng S n
c là m t trong nh ng c ng thu c d án h th ng th y l i B c
B n Tre. C ng đ t t i lòng sông S n
S n
c, n m gi a b sông Hàm Luông và đ p
c c , cách b sông Hàm Luông kho ng 350m thu c xã H ng L , huy n
Gi ng Trôm, t nh B n Tre. Cùng v i các công trình khác trong h th ng, c ng S n
c có nhi m v : ki m soát m n, tiêu cho 139.000 ha đ t t nhiên thu c các Huy n
Châu Thành, Gi ng Trôm, Ba Tri, Bình
đ ng l y n
c, tiêu n
i và thành ph B n Tre t nh B n Tre; ch
c, l y phù sa, thau chua, r a phèn ph c v s n xu t nông
nghi p k t h p nuôi tr ng th y s n cho kho ng 100.000 ha theo h
cây tr ng, v t nuôi; cung c p n
th y s n c a 2 huy n Bình
c ng t ph c v cho di n tích 20.100 ha nuôi tr ng
i và Ba Tri; t o đ a bàn phân b dân c và k t h p
giao thông th y b , t o thành m ng l
i liên t c trong vùng.
Vùng D án thu l i B c B n Tre nói chung, c ng S n
h
ng đa d ng hóa
ng tr c ti p c a thu tri u bi n
c nói riêng ch u nh
ông nên dòng ch y qua c ng có c u trúc ph c
t p. Dòng ch y sau khi qua c ng ít nhi u b co h p và khu v c n i ti p sau c ng
dòng ch y ch a th tr v gi ng nh dòng ch y thông th
nhiên mà th
ng trên sông, r ch t
ng t n t i b t l i nh v n t c phân b không đ u theo m t c t, dòng
ch l u l ch dòng không n đ nh, nên có th gây xói l c c b khu v c n i ti p sau
c ng n u không đ
c gia c đ y đ d n đ n m t n đ nh công trình.
c bi t, trong th i gian qua c ng vùng tri u đã đ
và đã đ t đ
c quan tâm nghiên c u
c k t qu khá t t, hình th c c u t o h p lý khá đa d ng, c th nh “s
đ k t c u tiêu n ng phòng xói”; c ng l p ghép b ng c b n bê tông c t thép d
ng
l c; c ng d ng phao đánh chìm…Th i gian g n đây do yêu c u c a phát tri n s n
xu t nông nghi p, ng phó v i bi n đ i khí h u…. các c ng có qui mô l n đang
đ
c xem xét l p k ho ch xây d ng. Các c ng v a đ c p th
đ t th p, c ng có nhi u khoang c a, l u l
ng có ng
ng c ng
ng đ n v khá l n, nên khi áp d ng k t
qu nghiên c u đã có cho c ng l n này còn nh ng h n ch , khó kh n, ch a có
h
ng d n tính toán thi t k và th
ng ph i thí nghi m mô hình th y l c đ xác
đ nh hình th c k t c u h l u h p lý.
M c dù lý thuy t tính toán và thi t k công trình tiêu n ng khá phong phú, tuy
3
nhiên th
ng ch đ
c áp d ng trong bài toán ph ng.
i v i các công trình th y
l i có hình th c tiêu n ng đáy làm vi c theo bài toán không gian, vi c tính toán r t
ph c t p và đ chính xác th p. Do đó khi thi t k các công trình l n, quan tr ng thì
c n ph i s d ng các mô hình v t lý. C ng S n
trong đi u ki n ph c t p, c ng đ t
phòng xói cho c ng S n
c là công trình l n, làm vi c
lòng sông nên vi c tính toán xác đ nh tiêu n ng
c s khó kh n h n so v i các công trình đã có.
V i nh ng lý do phân tích nêu trên, tác gi ch n đ tài: “Nghiên c u ch đ
th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng S n
tìm ra đ
c t nh B n Tre” nh m
c hình th c tiêu n ng h p lý cho công trình c ng S n
c t nh B n Tre.
T k t qu nghiên c u công trình c th này, có th rút ra nh ng k t lu n chung cho
nh ng công trình có đi u ki n và hình th c t
II. M C TIÊU C A
xu t đ
B
ng t .
TÀI
c gi i pháp tiêu n ng phòng xói h p lý c ng S n
c.
c đ u khái quát nh ng k t qu nghiên c u và rút ra nh ng k t lu n chung
tham kh o cho nh ng công trình có hình th c và đi u ki n t
III. CÁCH TI P C N VÀ PH
ng t .
NG PHÁP NGHIÊN C U
1. Cách ti p c n
- Ti p c n t th c t .
- K th a k qu nghiên c u liên quan đã có.
- Ti p c n mô hình th c nghi m.
2. Ph
ng pháp nghiên c u
- Ph
ng pháp lý lu n.
- Ph
ng pháp mô hình v t lý.
- Ph
ng pháp chuyên gia, k th a: K th a nh ng k t qu kh o sát, nghiên
c u t nh ng đ tài, d án tr
tài.
c đây có liên quan đ n n i dung nghiên c u c a đ
4
IV. K T QU D
Tìm ra đ
đ xu t đ
ct
KI N
T
C
ng quan c a y u t th y l c v i k t c u tiêu n ng phòng xói và
c hình th c tiêu n ng h p lý cho công trình c ng S n
c t nh B n Tre.
ánh giá thay đ i th y l c h l u theo quy trình v n hành đóng m c a van t i
các kích th
c c a k t c u tiêu n ng
V. N I DUNG C A LU N V N
M
U: Tính c p thi t c a đ tài, m c đích, cách ti p c n và ph
nghiên c u, k t qu d ki n đ t đ
ng pháp
c.
CH
NG 1: T NG QUAN V V N
CH
NG 2: C S LÝ LU N NGHIÊN C U TH C NGHI M MÔ HÌNH
TH Y L C C NG S N
CH
C
NG 3: NGHIÊN C U
XÓI C NG S N
C
K T LU N VÀ KI N NGH
TÀI LI U THAM KH O
PH L C
NGHIÊN C U
XU T GI I PHÁP TIÊU N NG PHÒNG
5
1. CH
1.1.
NG 1: T NG QUAN V N
NGHIÊN C U
T ng quan đi u ki n t nhiên khu v c nghiên c u
1.1.1. V trí đ a lý
Vùng D án thu l i B c B n Tre (DATLBBT) n m
ông Nam đ ng b ng
sông C u Long ( BSCL) v i toàn b đ t đai c a 4 huy n: Châu Thành, Gi ng
Trôm, Ba Tri, Bình
i và thành ph
B n Tre có t ng di n tích t
nhiên là
133.875ha. Ph m vi c a vùng d án (VDA) có to đ đ a lý t nhiên t 9048’ đ n
10019’10’’ v đ B c; t 106009’ đ n 106055’ kinh đ
l n và hàng tr m sông nh , kênh r ch khác đ
M Tho – C a
ông, đ
c bao b c b i 3 sông
c gi i h n b i: phía B c giáp sông
i; phía Nam giáp sông Hàm Luông; phía ông giáp bi n ông và
phía Tây giáp các huy n Ch Lách, M Cày và Th nh Phú (xem hình 1.1)
Hình 1. 1: Các h ng m c c a HTTLBBT
1.1.2.
c đi m đ a hình
Vùng DATLBBT là vùng có đ a hình khá b ng ph ng, đ cao t 0,5 ÷ 1,5m,
chi m 75% di n tích t nhiên có xu th đ a hình th p d n t tây B c xu ng
ông
Nam. Khu v c giáp bi n có xu th nhô cao lên r i thoái d n ra bi n làm cho đ a
hình toàn khu v c có d ng yên ng a. Vùng tr ng nh t là 2 huy n Bình
i và Ba
Tri v i cao đ bình quân 0,5 ÷ 0,75m, vùng cao nh t là đ a ph n huy n Châu
Thành, TP. B n Tre, vùng Tây Bình
i và Tây Gi ng Trôm có cao đ trung bình
t 1,25 ÷ 1,75m. Vùng ven bi n có cao đ t 1,00 ÷ 1,25m đ a hình th p nh t, khu
6
v c xã
i Hoà L c và Bình Th ng c a huy n Bình
Tri có đ cao 0,3 ÷ 0, 5m th
phân theo cao đ đ
i, khu v c L c
a huy n Ba
ng xuyên b ng p úng trong mùa m a. T l đ a hình
c th hi n trong b ng 1.1
B ng 1. 1: Phân b di n tích theo các c p cao đ (đ n v ha)
cao
(m)
Di n tích
T l
DT vùng ng t hoá
(%)
T ng
Ba Lai
Vùng m n ven bi n
(Bình
i - Ba Tri)
<0,5
12.723
8
12.520
0
203
0,5 - 0,75
19.321
15,1
17.100
1.520
2.221
0,75 - 1,0
27.930
20,5
22.200
4.600
5.730
1,0 - 1,25
25.639
18,5
17.270
7.643
8.369
1,25 - 1,5
18.550
14,7
12.290
2.580
6.260
>1,5
12.510
8
7.650
1.540
4.860
Sông r ch
19.577
15,2
11.020
1.885
8.557
T ng c ng
136.250
100
100.050
19.768
36.200
(Ngu n: Vi n Quy ho ch thu l i mi n Nam)
Vùng d án đ
vi c v n chuy n n
ra bi n
khô do l
phía th
c và v n đ giao thông thu . Sông Ba Lai có chi u dài 76km đ
ông theo h
ng n
c chia c t b i nhi u kênh r ch v i m c đích ph c v cho
ng t Tây sang
c sông Ti n đ vào sông Ba Lai nh nên m n xâm nh p sâu vào
ng l u và vào các kênh, r ch n i đ ng.
Sông M Tho – C u
l
ông đi qua trung tâm vùng d án, vào mùa
i và Hàm Luông là hai dòng chính chuy n m t l u
ng khá l n c a sông Ti n vào vùng d án. Ngày nay, do đo n đ u ngu n c a
7
sông Ba Lai đã b thoái hoá nên vi c chuy n n
c ng t t sông Ti n vào đ u ngu n
sông Ba Lai h u nh không đáng k , cho nên l
ng n
c ng t t sông Ti n ch còn
đ vào sông Ba Lai t sông M Tho qua sông An Hoá và m t ph n t sông Hàm
Luông qua sông B n Tre. Trong vùng d án các sông l n có chi u dài 232km và
hàng tr m km c a 23 kênh r ch l n nh , trong đó có nh ng r ch l n v i chi u r ng
h n 200m và chi u dài trung bình c a các kênh r ch t là t 8 ÷ 15km t o thành
m t m ng l
i sông, kênh, r ch dày đ c và đ t đai trong vùng d án b chia c t
thành nhi u khu v c nh làm cho vi c ng n m n và d n ng t g p r t nhi u khó
kh n, đ c bi t là trong mùa ki t.
Xu h
ng phát tri n c a các kênh r ch là ch y theo h
ng B c Nam, chia
vùng d án thành nhi u khu v c nh . N i li n hai sông l n M Tho và Hàm Luông
là sông An Hoá (t sông M Tho đ n sông Ba Lai) và đo n n i ti p là sông B n Tre
(t sông Ba Lai đ n sông Hàm Luông). Có th g i t t hai sông này sông B n Tre –
An Hóa, không nh ng là m t trong nh ng tuy n đ
ng giao thông thu quan tr ng
t khu v c phía nam đ n thành ph H Chí Minh mà cong là tuy n d n n
chính t sông Ti n vào vùng đ ng b ng các huy n Châu Thành, Bình
i, Ba Tri và
TP. B n Tre, vì vùng đ u ngu n sông Ba Lai đã b thoái hoá. (xem hình 1.2)
Hình 1. 2: B n đ đ a hình t nh B n Tre
c ng t
8
c đi m đ a ch t
1.1.3.
Vùng d án n m trong vùng tr m tích Holocen (Q4) có ngu n g c sông đ m
l y h n h p, l p trên là tr m tích, đ m l y có thành ph n sét l n b i màu xám đen
ch a nhi u xác th c v t phân hu và bán phân hu . L p d
i là tr m tích sông có
thành ph n sét pha, ít cát, h t m n, màu xám đen, cát có màu nâu vàng tr ng, ch
y u là th ch anh. B dày tr m tích ch a xác đ nh chính xác (xem hình 1.3)
Hình 1. 3: B n đ đ a ch t t nh B n Tre
c đi m đ a ch t khu v c nh sau:
Theo các chuyên gia, đ c đi m đ a ch t trong vùng d án là t
ng t nh
nhau nên có th l y c u t o đ a ch t khu v c ven sông Hàm Luông làm đ i bi u cho
toàn h th ng. Tr m tích l u v c này đ
l p này đ
c th hi n trong b ng 1.2
c phân thành 7 l p, ch tiêu c lý c a các
9
B ng 1. 2: T ng h p ch tiêu c lý các l p đ t tuy n ven sông Hàm Luông
Tên l p
T/m3
s tB
(đ )
L c
dày
T/m3
1
5,0
1,61
1,01
1,49
3,43
0,60
2
11,0
1,68
1,14
2,72
5,42
0,90
3
3,0
1,67
1,12
1,08
4,07
0,60
4
7,0
1,68
1,29
2,11
8,37
0,90
5
1,0
2,1
1,77
0,79
21,57
0,60
1,89
1,53
0,22
15,46
2,80
6
-
w
Chi u
L p 1:
dính C
ây là l p m t, có chi u dày thay đ i t 0,9 ÷ 1,6m, thành ph n: cát sét
b i l n các s n ph m laterit hoá.
-
L p 2: L p này n m d
i l p 1, phân b đ n đ sâu 5,6 ÷ 8,3m, chi u dày trung
bình kho ng 5m. ây là l p bùn sét màu xám nâu, đen có ch a h u c .
-
L p 3: Chi u sâu phân b đ n 17,3m, chi u dày trung bình l p này là 13m.
Thành ph n th ch h c: bùn á cát và cát màu xám đen, xen k p nhi u l p bùn sét
m ng.
-
L p 4: Chi u dày trung bình l p kho ng 5m. Thành ph n bao g m bùn sét màu
xám nâu đen và sét xám xanh.
-
L p 5: Chi u dày trung bình l p kho ng 7m. Thành ph n th ch h c: á sét màu
xám đen xen k p các l p bùn.
-
L p 6: ây là l p cát, s n s i có màu xám nâu đ n xám tr ng, k t c u ch t.
1.1.4.
c đi m th y v n
Mang đ c đi m c a đ ng b ng sông C u Long, vùng d án có h th ng kênh
r ch khá dày đ c. Do đ a hình t
ng đ i b ng ph ng, m t khác ngoài kênh r ch t
nhiên là các kênh r ch nhân t o nên nhìn chung các kênh r ch đ u n thông v i
nhau t o thành m t m ng l
i ph c t p. Bao b c phía B c c a t nh B n Tre là sông
10
M Tho có đ r ng bình quân kho ng 1000m, sâu 8 đ n 13m. Phía đông giáp bi n
ông, phía Nam giáp sông Hàm Luông có đ r ng bình quân trên 1500m, sâu t 8
đ n 14m. Trong ph m vi d án v sông r ch chính có th k đ n nh sau:
- Thu c đ a ph n huy n Gi ng Trôm – Ba Tri có các kênh r ch: Sông B n Tre
– Ch t, r ch Ba Tri Rôm, r ch Vàm H L n, Vàm H Nh , r ch M Nhân, R ch
i u, r ch Nô, r ch B n Thang, kênh Cây
a, kênh S n
c, kênh Mi n
ông,
r ch Cái Bông, kênh Ba Tri – Gi ng Trôm và m t s kênh đào. Các kênh r ch này
ph n l n đ u ch y ra sông Ba lai. Các kênh r ch này là các kênh chính làm nhi m
v d n ng t và tiêu úng và là các tuy n giao thông th y ch y u c a t nh.
-
Sông B n Tre – Giao Hòa – Ch t S y là sông đào n i sông Hàm Luông và
sông M Tho, c t ngang qua sông Ba Lai theo h
ng B c – Nam, lòng sông r ng
200 đ n 300m, cao trình đáy -5,0 đ n -6,0m, phía kênh Giao Hòa sâu đ n -11,0m.
1.1.5.
Nh n xét đánh giá đ c đi m t nhiên vùng nghiên c u
Vùng nghiên c u có đ a hình t
bi n ông, nên ph m vi nh h
ng đ i th p, ch u s tác đ ng c a th y tri u
ng c a th y tri u đ n dòng ch y trong vùng nghiên
c ur tl n
Song song v i di n bi n ph c t p c a dòng ch y trên h th ng kênh r ch, luôn
luôn t n t i di n bi n xói l ph c t p, m t trong nh ng nguyên nhân ch y u là đ a
ch t c a vùng nghiên c u đa ph n là đ t m m y u, tính kháng xói c a đ t nh , tính
n đ nh t nhiên c a đ t th p,... đây là v n đ còn t n t i đ i v i vi c phòng xói
h l u c ng vùng tri u.
Do v y xây d ng công trình đi u ti t, ng n m n và ng n tri u c
ng th
ng
g p r t nhi u khó kh n, v i đ c đi m này mà c u t o n i ti p h l u công trình c ng
vùng tri u c n đ
c nghiên c u sao cho phù h p.
T ng quan v c ng vùng tri u
1.2.
C ng đ
c xây d ng d
i đê bi n hay c a sông ven bi n, ch u s tác đ ng tr c
ti p c a ch đ th y tri u g i là c ng vùng tri u. Các c ng này th
tiêu n
c, l y n
ng có nhi m v
c, ng n tri u,…. Nhi u c ng còn có nhi m v giao thông th y
11
(cho thuy n bè đi qua).
Công tác th y l i BSCL có t lâu đ i, g n li n v i quá trình khai thác và phát
tri n
BSCL, nh ng mãi đ n cu i th k 19 đ u th k 20 các kênh đào l n m i
phát tri n và t gi a th k 20 đ n nay h th ng th y l i ngày càng phát tri n, đ c
bi t sau ngày gi i phóng đ t n
c (1975).
Song song v i vi c phát tri n h th ng th y l i có r t nhi u công trình đã đ
xây d ng v i nhi m v đi u ti t m t ho c hai chi u (t
c
i, tiêu). S ít công trình xây
d ng trong th i đ u (1975 ÷ 1990) theo m u c ng truy n th ng, xói l
h l ut n
t i và di n bi n ph c t p và đ u ph i s a ch a. Sau 1990 đa s nh ng công trình
lo i v a và l n (c ng truy n th ng c i ti n) đ
c xây d ng đ u thông qua nghiên
c u thí nghi m đ xác đ nh hình th c tiêu n ng phòng xói h p lý, cho đ n nay các
công trình này đ u n đ nh và an toàn v th y l c.
C ng h
BSCL đã đ
c xây d ng r t nhi u cùng v i h th ng kênh r ch
đ m b o cho yêu c u tiêu thoát, ng n m n, ng n l và môi tr
phát tri n các hình th c c ng h đã đ
ng. Theo quá trình
c nghiên c u và đa d ng hóa v hình th c
c u t o đ phù h p v i đ c đi m, s n xu t c a t ng vùng. C ng đ p phân ranh m n
ng t thu c vùng có biên tri u th p, kh u đ c ng x p x b ng m t c t kênh, dòng
ch y qua c ng b thu h p không đáng k , nên xói l h l u c ng v c b n là ít x y
ra. C ng h d ng truy n th ng c i ti n đ
c xây d ng khá nhi u
v trí đ u m i
các d án (c ng ngu n), ch đ th y l c ph c t p, gi i pháp h n ch xói l h l u
c ng c n đ
c quan tâm nghiên c u.
Khi xem xét v n đ tiêu n ng phòng xói cho các c ng vùng tri u, c n chú ý
các đ c đi m sau:
-
M cn
c th
ng h l u th
ng xuyên thay đ i, làm cho ch đ ch y qua
c ng không n đ nh, có th chuy n đ i t ch đ này sang ch đ khác (ví d
chuy n t ch y ng p sang ng p l ng và n
-
Dòng ch y
c nh y sóng,…).
h l u khu ch tán không đ u do các c a van đóng m không
đ ng b và không đ u.
i v i c ng có van t đ ng tr c đ ng thì khi c a van m
12
không h t (cánh c a không ép sát vào tr ) c ng là nguyên nhân gây l ch dòng, l u
l
ng t p trung vào nh ng lu ng nh t đ nh gây xói l đáy ho c hai b khi ra kh i
sân sau c ng.
-
T ng b r ng c ng (∑b) th
ng nh h n nhi u so v i b r ng kênh h l u
nên khi dòng ch y ra kh i b tiêu n ng th
kênh hình thành các xoáy n
trí l ch nhau
th
ng đ
hai b
-
ng có hi n t
c có tr c đ ng
2 bên b . Các xoáy này th
2 b , gây nên dòng ch y ngo n ngoèo
c duy trì trên m t đo n dài, v
ng ch l u tách kh i b
ng có v
h l u c ng, tr ng thái này
t quá chi u dài sân sau, gây xói đáy và
đo n kênh n i ti p ngay sau sân sau.
H qu c a các đi u ki n đã nêu (m c n
c h l u thay đ i th
ng xuyên,
dòng ch y khu ch tán không đ u, c ng m r ng đ t ng t trên m t b ng) là làm gia
t ng biên đ và ph m vi tác đ ng c a m ch đ ng l u t c và áp d ng trong dòng
ch y
h l u c ng, góp ph n gây xói trên m t ph m vi dài c a kênh h l u n i ti p
v i sân sau.
-
Ph n l n các c ng vùng đ ng b ng ven sông, ven bi n th
ng đ t
m m y u và ph c t p. Kênh h l u đào qua các vùng đ a ch t y u th
trên n n
ng r t d b
xói, đ c bi t là trong đi u ki n mà m ch đ ng l u t c và áp l c có biên đ l n,
ph m vi tác đ ng r ng.
Nh ng đi u ki n nêu trên đã làm cho tình hình xói
h l u các c ng vùng
tri u tr nên ph bi n, đe d a s làm vi c an toàn c a nhi u công trình. M t s c ng
có h xói sâu đi n hình nh c ng C u Xe (H i D
ng (Nam
nh) xói sâu 9,9m; c ng Vàm
ng) xói sâu 11,3m; c ng Ngô
n (B n Tre) xói sâu 7,4m,…
1.3.
Các k t qu nghiên c u liên quan t i lu n v n
1.3.1.
K t qu nghiên c u v xói ngoài n
c
Nghiên c u v xói t c là tìm các bi n pháp không cho xói xu t hi n ho c
kh c ph c h xói không d báo tr
c hay l a ch n các kích th
c, hình th c thích
h p khi ch đ ng cho xói xu t hi n. S xu t hi n xói và hình th c xói là ph c t p
nên vi c nghiên c u xói luôn ph i k t h p gi a lý lu n và th c nghi m.
