Nghiên cứu, đề xuất giái pháp chỉnh trị bờ biển khu vực cửa lấp tỉnh bà rịa vũng tàu

i

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

Nguyễn Thanh Trung


ii

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

iii

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG...................................................................................................x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... xii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1
2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...................................2
2.1 Mục tiêu ............................................................................................................2
2.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài.................................................................................2
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................................................2
4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.........................................................................................2
CHƯƠNG 1: ..............................................................................................................4
TỔNG QUAN ............................................................................................................4
1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ
GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN ................................................................................4
1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới ..........................................................................4
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước...........................................................................8
1.1.3 Tổng quan các giải pháp bảo vệ bờ biển trong và ngoài nước ....................11
1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU..........................................................................................................20
1.2.1 Vị trí địa lý ..................................................................................................20
1.2.2 Đặc điểm khí hậu ........................................................................................21
1.2.3 Chế độ thủy hải văn, bùn cát .......................................................................25
1.2.4 Đặc điểm địa hình, địa chất khu vực nghiên cứu........................................27
1.2.5 Dân số và xã hội...........................................................................................28
1.2.6 Thực trạng kinh tế xã hội.............................................................................29

iv

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

v

2.3.5 Tác động của con người...............................................................................47
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2...................................................................................49
CHƯƠNG 3..............................................................................................................52
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ VÀ BỐ TRÍ CÔNG
TRÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................52
3.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ VÀ BỐ TRÍ CÔNG
TRÌNH CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU................................................................52
3.2 ĐỀ XUẤT VÀ PHÂN TÍCH CHỌN GIẢI PHÁP .............................................52
3.3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH LỰA CHỌN ..............54
3.3.1 Xác định các tham số thiết kế chính ............................................................54
3.3.2 Tính toán, xác định qui mô, kích thước, bố trí công trình trên mặt bằng....55
3.3.3 Tính toán, lựa chọn hình thức kết cấu, vật liệu sử dụng..............................62
3.3.4 Đề xuất giải pháp thi công ...........................................................................77
3.4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA GIẢI PHÁP LỰA CHỌN BẰNG
MÔ HÌNH TOÁN .....................................................................................................79
3.4.1 Xây dựng mô hình toán ...............................................................................79
3.4.2 Kết quả diễn biến dòng chảy .......................................................................81
3.4.3 Kết quả diễn biến sóng ................................................................................84
3.4.4 Kết quả diễn biến vận chuyển bùn cát .........................................................85
3.4.5 Kết quả diễn biến địa hình đáy biển ............................................................87
3.4.6 Kết quả diễn biến đường bờ.........................................................................89
3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3...................................................................................90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................95

vi

DANH MỤC HÌNH

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

vii

Hình 1- 15: Công trình phá sóng bằng khối Tetrapod (trái), mỏ hàn ống buy bê tông
bên trong bỏ đá hộc (phải) chống xói bờ biển ở Nam Định[16]...............................18
Hình 1- 16: Mặt bằng bố trí công trình chỉnh trị tại cửa Lò (1994-1997). ...............18
Hình 1- 17: Đê ngăn cát, giảm sóng Khánh Hải – Ninh Thuận (trái) và Phú Hải –
Phan Thiết (phải).......................................................................................................19
Hình 1- 18: Nuôi bãi kết hợp mỏ hàn ở Hà Lan (trái) và ở Đan Mạch (phải),[16] ..19
Hình 1- 19: Vị trí địa lý khu vực cửa Lấp.................................................................21
Hình 1- 20: Hoa sóng Vũng Tàu năm 2009 [16] ......................................................23
Hình 1- 21: Sông và vị trí Cửa Lấp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. ..................................25
Hình 1- 22: Phân bố độ đục ven biển Vũng Tàu tháng 02 (trái) và tháng 10 năm
2009 (phải) xây dựng từ phân tích ảnh vệ tinh MODIS (Nguồn: EOMAP).............26
Hình 1- 23: Địa hình trên cạn khu vực cửa Lấp........................................................28

Hình 2- 1: Bản đồ biến động đường bờ, lòng dẫn khu vực cửa Lấp tỷ lệ 1:10.000 .33
Hình 2- 2: Vị trí cửa Lấp qua theo các tài liệu bản đồ và ảnh viễn thám. ................34
Hình 2- 3: Sơ đồ biến động đường bờ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu giai đoạn 1965-19892009 (Nguồn: Sở KHCN Vũng Tàu, 2012) ..............................................................36
Hình 2- 4: Biển làm sạt lở nhiều bãi cát ở khu vực phường 12 TP, Vũng Tàu ........36
Hình 2- 5: Cơ chế vận chuyển bùn cát ven bờ dưới tác động của sóng (trái) và tác
động của các đê ngăn cát ổn định luồng cửa sông đối với vùng phụ cận (phải). .....39
Hình 2- 6: Sơ đồ phức hợp nguyên nhân của xói lở, bồi tụ bờ biển (chỉnh sửa từ
Gegar, 2007)..............................................................................................................41
Hình 2- 7: Hoa gió quan trắc tại trạm Bạch Hổ (Nguồn: Vietsopetro, 2000)...........44
Hình 2- 8: Phân bố sự tiêu tán năng lượng sóng ven bờ (Nguồn: Stadelmann, 1981)
...................................................................................................................................45
Hình 2- 9: Hoa sóng (2006 - 2009) trên biển ngoài khơi biển Đông cách bờ 28 km
(số liệu sóng trích từ mô hình sóng toàn cầu WWIII của NOAA) ...........................46

viii

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

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

ix

Hình 3- 14: Chiều cao sóng lớn nhất trong điều kiện có công trình .........................84
Hình 3- 15: Vận chuyển bùn cát (total load) khi chưa có công trình.......................85
Hình 3- 16: Vận chuyển bùn cát (total load) khi có công trình. ..............................85
Hình 3- 17: Vận chuyển bùn cát (total load) khi chưa có công trình.......................86
Hình 3- 18: Phân tích độ đục phù sa khi chưa có công trình từ ảnh vệ tinh MODIS.
...................................................................................................................................87
Hình 3- 19: Dự báo, các khu vực bị bồi sau khi khai thác 2 tuyến đê 1 năm. .........88
Hình 3- 20: Dự báo, các khu vực bị xói sau khi khai thác 2 tuyến đê 1 năm. .........88
Hình 3- 21: Dự báo diễn biến đường bờ. .................................................................89
Hình 3- 22: Dự báo diễn biến đường bờ 25 năm và 50 năm....................................89


x

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1- 1 : Tốc độ gió trung bình tháng và năm tại Vũng Tàu (m/s)[18] ................22
Bảng 1- 2: Độ cao sóng trung bình (m) tại các trạm lân cận ngoài khơi khu vực
nghiên cứu [18][16]...................................................................................................23
Bảng 1- 3: Lượng mưa trung bình (mm) vùng biển nghiên cứu và phụ cận [16].....24
Bảng 1- 4: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (mm) .......................................24
Bảng 1- 5: Các đặc trưng mực nước (cm) trạm Vũng Tàu (1978 – 2008) theo hệ cao
độ Quốc gia.[16]........................................................................................................26

Bảng 2- 1: Chiều rộng cửa Lấp qua các thời kỳ theo kết quả phân tích ảnh viễn
thám...........................................................................................................................35
Bảng 2- 2: Các đặc trưng lưu lượng qua cửa Lấp vào mùa mưa, mùa khô, kỳ triều

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

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


xi

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


xii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐTNĐ: Đường thủy nội địa
KH-CN: Khoa học công nghệ
MNTT: Mực nước tính toán
NN-PTNT: Nông nghiệp phát triển nông thôn
TCN: Tiêu ngành
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cửa Lấp là cửa sông ven biển quan trọng và là nơi tập trung đầu mối giao
thông hàng hải với hệ thống cảng cá phát triển của tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Ngoài
ra, tại đây đã và đang có các dự án du lịch được triển khai với qui mô lớn của tỉnh.
Tuy nhiên, tại các khu vực này thường xảy ra các hiện tượng xói lở rất mạnh vùng
ven bờ và dịch chuyển, bồi lấp luồng lạch, cửa sông bến cảng làm ảnh hưởng
nghiêm trọng đến việc ra vào của tàu thuyền và các hoạt động phát triển kinh tế biển
của địa phương. Vì vậy, cần phải có những nghiên cứu để tìm giải pháp công nghệ
nhằm ngăn ngừa, hạn chế và khắc phục.
Trong những năm qua, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đã đầu tư cho công tác nghiên
cứu cơ bản về xói lở, bồi lấp ở khu vực cửa Lấp. Nhưng đến nay vẫn chưa có giải
pháp và phương án công nghệ tổng thể nào được đề xuất nhằm khắc phục các hiện
tượng nói trên, ngoại trừ công trình ứng dụng công nghệ “mềm” Stabiplage được
thực hiện thí điểm trên một phạm vi khu vực hẹp.
Việc nghiên cứu thành công và đưa ra những giải pháp kỹ thuật khả thi tổng
thể của đề tài; đồng thời xây dựng báo cáo đầu tư công trình sẽ là cơ sở để tỉnh Bà
Rịa - Vũng Tàu hoạch định chiến lược, xây dựng kế hoạch, tập trung đầu tư cho các
vùng cửa biển chiến lược, góp phần đảm bảo an sinh xã hội và phát triển kinh tế bền
vững của địa phương.

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


2

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

- Phương pháp chuyên gia;
- Điều tra thực địa, kết hợp sử dụng công nghệ GIS, phân tích ảnh vệ tinh;
- Sử dụng mô hình toán.
4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
- Đánh giá được thực trạng xói lở và xác định quy luật diễn biến đường bờ
biển khu vực cửa sông ven biển tại cửa Lấp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu;
- Xác định được nguyên nhân gây sạt lở, bồi lấp khu vực nghiên cứu;
- Đề xuất giải pháp tổng thể cho bờ biển khu vực cửa Lấp tỉnh Bà Rịa - Vũng
Tàu, tính toán thiết kế giải pháp lựa chọn cho khu vực đê biển xung yếu. Sau đó đưa


3

ra kết luận bằng giải pháp hợp lý chống xói lở tại các khu vực đê biển xung yếu là
sử dụng công trình giảm sóng gây bồi. Giải pháp đề xuất đảm bảo an toàn cho đê
biển khi xảy ra hiện tượng, gió, bão theo tiêu chuẩn quy định về cấp công trình;
- Đánh giá hiệu quả của giải pháp bằng mô hình toán trên phương diện gây
bồi.


4

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ
GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN
1.1.1 Các nghiên cứu trên thế giới
- Những thành tựu khoa học chính, quan trọng: trong các lĩnh vực này đã có

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


5

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

Quốc (hình 1-1).
Qua việc nghiên cứu nhiều công trình bờ biển, cửa sông cũng được xây dựng:
biện pháp ổn định luồng tàu, chống bồi lấp cửa sông thường được sử dụng hệ thống
đê hướng dòng, ngăn cát, giảm sóng. ỞMỹ, trong 56 cửa sông có luồng tàu thì 31
cửa sông được xây dựng đê ngăn cát, giảm sóng. Ở Nhật, 72 cửa sông trong số 139
cửa được xây dựng đê ngăn cát, giảm sóng. Ngoài ra, có thể kể thêm những cửa
sông lớn điển hình như sông Missisippi (Mỹ), Sein (Pháp), Đu Nai (chảy qua 08
nước châu Âu đổ ra biển Đen), sông Trường Giang (Trung Quốc). Việc ổn định
luồng tàu cửa sông nhờ vào hệ thống công trình đê ngăn cát, giảm sóng (Lương
Phương Hậu, 2005).
Chức năng của đê ngăn cát, giảm sóng là:


6

- Đưa dòng chảy sông tiếp tục theo đê, mang bùn cát đẩy ra vùng biển xa hơn,
để bar chắn cửa không ảnh hưởng đến luồng, lạch.
- Ngăn chặn bùn cát dọc bờ, bảo đảm giữ ổn định cửa sông và luồng tàu.
Việc nghiên cứu để có thể đưa ra các giải pháp chỉnh trị các cửa sông là vấn đề
phức tạp và đòi hỏi nhiều thời gian và số liệu thu thập (Lương Phương Hậu, Trịnh
Việt An, Lương Phương Hợp, 2002). Sau 40 năm nghiên cứu (1958-1997) các nhà
khoa học Trung Quốc đã đưa ra giải pháp KHCN chỉnh trị cửa sông Trường Giang
đáp ứng được các mục tiêu “Trong điều kiện duy trì ổn định thế sông tổng thể của
Trường Giang, chọn tuyến Bắc của lạch Nam để tiến hành chỉnh trị, phương án tổng
quát là lợi dụng lúc triều rút, tiến hành chỉnh trị ở mực nước trung, ổn định nút phân
lưu. Giải pháp công trình là bố trí hệ thống gồm 2 đê hướng dòng với khoảng cách
rộng với dãy mỏ hàn răng lược thu hẹp dòng chảy và kết hợp nạo vét bổ sung”
(Hình 1-2).

Hình 1- 2: Sơ đồ bố trí mặt bằng công trình chỉnh trị cửa sông Trường Giang (Trung

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


7

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

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


8

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

về giải pháp có thể chia làm hai nhóm là nhóm giải pháp cứng và nhóm giải pháp
mềm. Các giải pháp này nói chung có hai chức năng chính là kiểm soát sóng và
dòng chảy ven bờ cũng như sự vận chuyển bùn cát dọc bờ. Nhóm các giải pháp
cứng bao gồm: kè biển, kè mỏ hàn, đê ngầm phá sóng, kè mỏ hàn kết hợp đê ngầm
phá sóng, “mũi đất” nhân tạo. Các giải pháp mềm bao gồm: nuôi bãi, trồng rừng
ngập mặn và đụn cát.
1.1.2 Các nghiên cứu trong nước
Cho đến nay việc nghiên cứu chỉnh trị và ổn định lòng dẫn các cửa sông tại
nước ta bước đầu đã đạt được những kết quả nhất định. Có thể tổng kết một số các
phương pháp đã được ứng dụng ở Việt nam như sau:
- Phương pháp bản đồ, ảnh viễn thám:Đây là phương pháp nghiên cứu biến
động đường bờ, cửa sông bằng cách chập các bản đồ, ảnh viễn thám có cùng tỷ lệ
với các mốc thời gian khác nhau để thấy rõ sự biến động của chúng. Ưu điểm của
phương pháp này là có thể nghiên cứu trong phạm vi không gian rộng lớn và
khoảng thời gian dài hàng chục năm. Tuy nhiên các yếu tố động lực thay đổi theo
không gian và đặc biệt là theo cấu trúc thẳng đứng không được xem xét.
- Phương pháp điều tra theo phiếu thăm dò:Phương pháp này có ưu điểm là
đơn giản, ít tốn kém và không mất nhiều thời gian, có thể tận dụng mọi tầng lớp
trong xã hội nếu câu hỏi đề ra không phức tạp. Phương pháp này cho người nghiên
cứu có cái nhìn định tính và một phần định lượng, biết được sự biến động đường bờ,
cửa sông theo quá trình lịch sử.
Áp dụng phương pháp này qua khảo sát lấy ý kiến nhiều người dân sinh sống
tại khu vực cửa Lấp, kết quả nhiều người dân điều phản ánh tình trạng xói lở nơi
đây diển ra ngày càng phức tạp, với tốc độ rất nhanh. Củng qua đó đả nắm được
thêm tình trạng khai thác cát của con người diển ra một cách tràn lan làm ảnh hưởng
một phần về xói lở tại khu vực cửa Lấp.


9

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

10

sóng trung bình trong mùa Đông là khoảng từ 1.1 – 1.7 m, độ cao sóng trung bình
lớn nhất là vào tháng 12, tháng 1 và tháng 2 (1,7 m) và tháng 4 có độ cao sóng trung
bình nhỏ nhất là 1,1 m. Độ cao sóng lớn hơn 6 m chỉ xuất hiện với tần xuất từ0.1 –
0.6 % [6] [11][16][17][18].
+ Mùa gió Tây Nam: Thời kỳ mùa Hè (từ tháng 5 đến tháng 9): Tần suất độ
cao sóng chủ yếu rơi vào hướng Đông Nam (SE) tiếp đến là hướng Nam (S) và cuối
cùng là hướng Đông (E). Độ cao sóng trung bình trong thời kỳ này có giá trị khoảng
từ 0.7 – 0.8 m. Độ cao sóng trung bình trong thời kỳ mùa Hè chỉ bằng từ 0.4 – 0.6
lần độ cao sóng trung bình trong thời kỳ mùa Đông.
* Đặc trưng sóng gió trong vùng biển 10 hải lý ven bờ[6] [11][16][17][18]
+ Vào mùa Đông (tháng 2):
Trong dải vùng biển 10 hải lý ven bờ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu vào thời kỳ mùa
Đông, tần suất độ cao sóng gió có giá trị lớn nhất là 64.3 % theo hướng Bắc (N) và
tiếp theo là 16 % tại hướng Đông Bắc (NE), các hướng khác tần suất có giá trị hầu
như không đáng kể. Độ cao sóng trung bình tại các hướng chính trong thời kỳ này
là:
Độ cao sóng trung bình theo hướng Đông Bắc (NE) là 0.8 m, theo hướng
Đông (E) là 0,6 m, các hướng còn lại đều có độ cao sóng gió là 0.5 m. Độ cao sóng
trung bình cho toàn thời kỳ mùa Đông là 0.7 m.
+ Vào mùa Hè (tháng 8):
Vào thời kỳ mùa Hè trong dải vùng biển 10 hải lý ven bờ tỉnh Bà Rịa – Vũng
Tàu tần suất độ cao sóng gió theo hướng Tây Nam (SW) có giá trị lớn nhất 65 %
theo hướng Nam (S) 20 % các hướng còn lại có tần suất không đáng kể.
Độ cao sóng gió trung bình tại hướng Tây Nam (SW) là 0.7 m các hướng còn
lại đều có độ cao sóng trung bình là 0.5 m. Độ cao sóng gió cả thời kỳ là 0.7 m.
Qua hai mùa trên đây cho thấy: Trong thời kỳ mùa Đông sóng gió hướng
Đông Bắc (NE) đóng vai trò chủ yếu, tiếp đến là sóng gió hướng Bắc (N). Trong
mùa Hè sóng gió Tây Nam (SW) đóng vai trò chủ yếu tiếp đến là sóng gió hướng

11

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

GIẢI PHÁP PHI
CÔNG TRÌNH

GIẢI PHÁP
BẢO VỆ
ĐÊ BIỂN

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

- Các giải pháp về quản lý, chính sách,
qui hoạch, văn bản pháp qui bảo vệ đê
biển,….

GIẢI PHÁP
TRỰC TIẾP

GIẢI PHÁP
CÔNG TRÌNH

Kè mái đê,
tường chắn
Trồng cỏ

Mỏ hàn

Giải pháp
cứng

Đê phá sóng tách bờ
Đê phá sóng dạng mũi
điều khiển
Nuôi bãi

GIẢI PHÁP
GIÁN TIẾP

Giải pháp
mềm

Đụn cát
Trồng rừng

Giải pháp
kết hợp

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

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


12

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

Hình 1- 6: Mặt cắt đê biển và kè biển điển hình[16]
Ưu điểm của giải pháp bảo vệ bờ trực tiếp là giữ vững được mái đê, chống
biển xâm thực, nhất là ở những khu vực bờ biển bị xói lở.
Nhược điểm của giải pháp này là hoàn toàn bị động, đối phó với những tác
động của sóng và dòng chảy ven bờ. Những tác động của các yếu tố động lực biển
có thể gây xói lở bãi, xói lở sâu vào chân kè làm mất ổn định đê biển.


13

Hình 1- 7: Kè biển Nghĩa Phúc, Nam Định (trái) và kè đê biển Gò Công, Tiền
Giang (phải)
Về công nghệ gia cố mái đê biển ở nước ta đã từng bước phát triển, với các
dạng kết cấu điển hình qua các thời kỳ như [1][4][7][8][10][13]:
+ Thời kỳ 1970 - 1990, chủ yếu gia cố mái đê biển bằng đá lát khan, đá xây
chít mạch, bê tông bản lớn đúc sẵn, sử dụng nhiều ở đê biển Hải Phòng, Nam Định.
+ Thời kỳ 1990 - 1995, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã triển khai ứng
dụng khối bê tông đúc sẵn liên kết tạo mảng, đảm bảo độ bền cao hơn trước tác
động của sóng gió, kết cấu này dùng nhiều ở đê biển Hải Hậu thuộc tỉnh Nam Định.
+ Thời kỳ 1995 đến nay, công nghệ bảo vệ bờ biển đã có bước tiến mới do sự
xuất hiện của nhiều khối cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết hai, ba chiều, lắp ghép
tạo mảng chắc chắn. Một trong số những tác giả sáng chế ra khối cấu kiện bê tông
tự lèn đang được ứng dụng dọc bờ biển nước ta (Phan Thiết, Gò Công…) là Tiến sỹ
Phan Đức Tác, Thạc sỹ Nguyễn Anh Tiến (Viện Kỹ thuật Biển). Gần đây, một hình
thức bảo vệ bờ mới được áp dụng ở bờ biển Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận là dùng túi
cát dạng “geo-tube” đặt ở mái bờ để bảo vệ bờ. Tuy nhiên, mức độ thành công của
giải pháp này cần được nghiệm chứng theo thời gian.
- Giải pháp công trình bảo vệ gián tiếp
Các giải pháp công trình bảo vệ gián tiếp được chia làm hai nhóm là nhóm giải

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