DSpace at VNU: Xây dựng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn và bồi lắng trong thi công các công trình giao thông đường bộ (Dự án điển hình: Đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

PHẠM NGỌC TRANG

XÂY DỰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SOÁT XÓI MÒN VÀ BỒI
LẮNG TRONG THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ
(DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: ĐƢỜNG CAO TỐC NỘI BÀI LÀO CAI)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội – Năm 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

PHẠM NGỌC TRANG

XÂY DỰNG CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SOÁT XÓI MÒN VÀ BỒI
LẮNG TRONG THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ
(DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: ĐƢỜNG CAO TỐC NỘI BÀI LÀO CAI)

Chuyên ngành: Môi trường và phát triển bền vững
(Chương trình đào tạo thí điểm)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS NGUYỄN MẠNH KHẢI

Hà Nội – Năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Để có được bản luận văn tốt nghiệp này, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết
ơn sâu sắc tới Trung tâm Tài nguyên và Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc
biệt là PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi với những
chỉ dẫn khoa học quý giá trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành
đề tài “Xây dựng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn và bồi lắng trong thi
công các công trình giao thông đường bộ (dự án điển hình: đường cao tốc Nội Bài
– Lào Cai)”.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo – những nhà khoa học đã trực
tiếp giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức khoa học chuyên ngành môi
trường trong những năm nghiên cứu tại Trung tâm Tài nguyên và Môi trường.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các chuyên gia, kỹ sư trong công
ty Getinsa Ingenieria S.L bao gồm ông Fracisco Javier de Bonifaz – Tư vấn trưởng;
ông Sergio Mata Gallego – Chuyên gia Môi trường Cao cấp; ông Jose Ignacio
Gonzalez Soriano – Kỹ sư Thường trú nhóm 1; ông Romeo Pineda – Kỹ sư kết cấu
cao cấp; ông Mai Triệu Quang – Phó tư vấn trưởng, Kỹ sư đường cao cấp; ông
Nguyễn Vĩnh Phú – Phó tư vấn trưởng, Chuyên gia xã hội cao cấp; ông Đỗ Văn
Mạnh – Kỹ sư hiện trường dự án Nội Bài – Lào Cai đã hợp tác, giúp đỡ và hỗ trợ
tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi cũng xin ghi nhận sự quan tâm và đóng góp quý báu, nhiệt tình của các
bạn học viện lớp CH10, Trung tâm Tài nguyên và Môi trường trong quá trình
nghiên cứu tại Trung tâm. Đặc biệt là sự quan tâm, động viên sâu sắc của gia đình
tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn các đơn vị và cá nhân đã giúp đỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn!

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả

Phạm Ngọc Trang

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1.1 Cơ sở lý luận ..................................................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm xói mòn và trầm tích .............................................................. 3
1.1.2 Quá trình xói mòn và bồi lắng.................................................................. 4
1.1.3 Phân loại xói mòn và trầm tích ................................................................ 5
1.2 Kiểm soát xói mòn và bồi lắng do mƣa và dòng chảy nƣớc mƣa trong thi
công các công trình GTĐB .................................................................................... 9
1.2.1 Trên thế giới ............................................................................................... 9
1.2.2 Tại Việt Nam ............................................................................................ 12
1.2.3 Kiểm soát xói mòn và bồi lắng trong thi công tại khu vực nghiên cứu14
CHƢƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 16

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................. 16
2.1.1 Địa điểm nghiên cứu................................................................................ 16
2.1.2 Điều kiện tự nhiên môi trƣờng khu vực nghiên cứu ............................ 17
2.1.3 Thời gian nghiên cứu .............................................................................. 19
2.2 Phƣơng pháp luận .......................................................................................... 20
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 20
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.............................................................. 23
3.1 Phân loại đất xây dựng và phân cấp tính xói mòn đất ............................... 23
3.1.1 Phân loại đất xây dựng và quy định về đất xây dựng nền đƣờng của
dự án đƣờng cao tốc NB - LC .......................................................................... 23
3.1.2 Phân cấp tính xói mòn của đất ............................................................... 24
3.2 Tình hình xói mòn và bồi lắng do mƣa dòng chảy nƣớc mƣa trong khi thi
công tại khu vực nghiên cứu ............................................................................... 25
3.2.1 Tác động của mƣa và dòng chảy nƣớc mƣa đến xói mòn tại khu vực
nghiên cứu ......................................................................................................... 25

iii


3.2.2 Các biện pháp kiểm soát xói mòn và bồi lắng do mƣa và dòng chảy
nƣớc mƣa đã đƣợc áp dụng tại khu vực nghiên cứu..................................... 28
3.3 Một số biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn và trầm tích do mƣa và
dòng chảy nƣớc mƣa đƣợc xây dựng áp dụng cho khu vực nghiên cứu ........ 35
3.3.1 Biện pháp thiết kế và lập kế hoạch ........................................................ 35
3.3.2 Các biện pháp kiểm soát dòng chảy nƣớc mƣa .................................... 35
3.3.3 Các biện pháp kiểm soát xói mòn do mƣa và dòng chảy nƣớc mƣa .. 36
3.3.4 Các biện pháp kiểm soát trầm tích ........................................................ 37
3.4 Đặc điểm kỹ thuật của một số biện pháp kiểm soát xói mòn và trầm tích
do mƣa và dòng chảy nƣớc mƣa......................................................................... 38
3.4.1 Thiết kế sắp xếp công trƣờng: ................................................................ 38

3.4.2 Lập kế hoạch thi công ............................................................................. 39
3.4.3 Hào và bờ điều hƣớng tạm thời ............................................................. 41
3.4.4 Đập chặn ................................................................................................... 43
3.4.5 Rãnh thoát nƣớc mái dốc tạm thời ........................................................ 44
3.4.6 Bảo tồn thảm thực vật hiện hữu............................................................. 46
3.4.7 Tạo bậc và làm gồ ghề mái dốc .............................................................. 48
3.4.8 Che phủ .................................................................................................... 50
3.4.9 Đá xếp ....................................................................................................... 52
3.4.10 Phục hồi lại thảm thực vật .................................................................... 53
3.4.11 Kiểm soát trầm tích bằng bờ đá xếp/rọ đá.......................................... 54
3.4.12 Rào chắn bằng bao sỏi và cát ............................................................... 55
3.4.13 Bẫy trầm tích tạm thời .......................................................................... 57
3.4.14 Lƣu vực giữ trầm tích ........................................................................... 59
3.4.15 Rào cản bằng kiện rơm ......................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 66

iv


Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
ADB

Asian Development Bank
(Ngân hàng Phát triển châu Á)

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BMPs

Best Management Practices
(Thực hành quản lý tốt nhất)

ĐTM

Đánh giá tác động môi trường

FAO

Food and Agricultural Organization
(Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực
Liên hiệp quốc)

GTĐB

Giao thông đường bộ

GTVT

Giao thông vận tải

NOAA

National Oceanic and Asmotpheric
Administration (Cơ quan Đại dương và
Khí quyển Quốc gia – Hoa Kỳ)

NB-LC

Nội Bài – Lào Cai

US EPA

US Environmental Protection Agency
(Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ)

WB

World Bank (Ngân hàng Thế giới)

v


Danh mục các bảng
Bảng 1.1: Phân loại trầm tích theo kích thước hạt ...................................................... 8
Bảng 2.1: Kết quả phân tích một số mẫu đất khu vực dự án .................................... 19
Bảng 3.1: Đất và phân cấp tính xói mòn đất ............................................................. 24
Bảng 3.2: Một số vị trí bị tác động điển hình bởi xói mòn và trầm tích do mưa và
dòng chảy nước mưa ................................................................................................. 32
Bảng 3.3: Các biện pháp kiểm soát dòng chảy nước mưa tạm thời .......................... 36
Bảng 3.4: Các biện pháp kiểm soát xói mòn do mưa và dòng chảy nước mưa ........ 36
Bảng 3.5: Kiểm soát xói mòn và che phủ đất ........................................................... 37
Bảng 3.6: Các biện pháp kiểm soát trầm tích ........................................................... 38
Bảng 3.7: Kích thước đá xếp và chiều dài thềm đá xếp theo năng lực tiêu thoát của
rãnh thoát ................................................................................................................... 46
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1: Quá trình xói mòn ....................................................................................... 4
Hình 2.1: Sơ đồ tuyến đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai, đoạn Km 0 – 48+680 ..... 22

Hình 3.1: Phân loại đất theo thành phần hạt cát, bụi và sét được sử dụng bởi Bộ
Nông nghiệp Hoa Kỳ ................................................................................................ 25
Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa các tháng trong năm 2012 tỉnh Vĩnh Phúc ................ 26
Hình 3.3: Sơ đồ xói mòn bề mặt do mưa và dòng chảy nước mưa ........................... 27
Hình 3.4: Kiểm soát xói mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa tại Km
23+900 – Km 25+000 ............................................................................................... 28
Hình 3.5: Kiểm soát xói mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa tại Km
41+600 – Km 41+900 ............................................................................................... 29
Hình 3.6: Kiểm soát xói mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa tại Km
47+200 – Km 47+900 ............................................................................................... 30

vi


MỞ ĐẦU
Hạ tầng giao thông đường bộ là bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng xã
hội nói chung và kết cấu hạ tầng giao thông nói riêng, cần được phát triển trước một
bước để tạo tiền đề, làm động lực phát triển kinh tế xã hội, phục vụ sự nghiệp công
nghiệp hóa, hiện đại hóa của Đảng và Nhà nước, đáp ứng quá trình hội nhập khu
vực và quốc tế, góp phần đảm bảo an ninh, quốc phòng của đất nước. Chính vì lẽ
đó, trong nhiều năm vừa qua hạ tầng giao thông Việt Nam đã được đầu tư và có
những định hướng phát triển vượt bậc.
Theo Quyết định số 1327/QĐ-TTg ngày 24/8/2009 của Thủ tướng Chính phủ
về việc quy hoạch phát triển giao thông vận tải đường bộ đến năm 2020 và định
hướng đến năm 2030, Quyết định số 1734/QĐ-TTg ngày 01/12/2008 của Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển mạng đường bộ cao tốc Việt Nam đến
năm 2020 và tầm nhìn sau năm 2020, dự kiến nhu cầu vốn đầu tư để thực hiện các
dự án giao thông chính yếu giai đoạn 2010-2025 vào khoảng 75 tỷ USD (khoảng 5
tỷ USD/năm, tương đương với 90.000 tỷ đồng/năm).
Phát triển cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ gây ra các tác động không tránh

khỏi lên môi trường xung quanh, đặc biệt trong quá trình thi công. Kinh nghiệm
thực tế từ hoạt động giám sát, quản lý thi công tại dự án đường cao tốc Nội Bài –
Lào Cai cho thấy xói mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa là một trong
những tác động chính, tác động nghiêm trọng lên môi trường đất, nước mặt nơi dự
án đi qua ảnh hưởng đến đếntài sản của người dân, ô nhiễm môi trường đất và nước
sản xuất nông nghiệp, hủy hoại và giảm năng suất cây trồng nông nghiệp và thủy
sản, mất nhiều chi phí và thời gian đề xử lý và gây bức xúc mạnh mẽ trong cộng
đồng.
Với nhu cầu cũng như thực tiễn phát triển cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ
nhanh chóng tại Việt Nam, việc xây dựng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát xói mòn
và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa trong quá trình thi công nhằm giảm
thiểu tối đa các tác động của chúng đến môi trường xung quanh là rất cần thiết và có
ý nghĩa thực tiễn cao.

1


Luận văn tập trung nghiên cứu vào các mục tiêu sau:
-

Làm rõ đặc điểm của quá trình xây dựng công trình GTĐB cũng như xói
mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa trong giai đoạn xây dựng
công trình GTĐB tại dự án điển hình.

-

Xây dựng các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn cho từng biện pháp kiểm soát
xói mòn và bồi lắng do mưa và dòng chảy nước mưa trong giai đoạn xây
dựng phù hợp với điều kiện địa hình và khí hậu tại khu vực dự án cũng như
các công trình GTĐB tương tự.

Đối tượng nghiên cứu:
-

Xói mòn và trầm tích do mưa và dòng chảy nước mưa trong giai đoạn thi
công các công trình giao thông đường bộ và một số biện pháp kiểm soát.

Phạm vi nghiên cứu:
-

Đề tài tập trung nghiên cứu xói mòn, bồi lắng do mưa và dòng chảy nước
mưa trên đoạn tuyến Km 0 ~ Km 48+680, tuyến đường cao tốc Nội Bài –
Lào Cai; đánh giá tác động của xói mòn, bồi lắng do mưa và dòng chảy nước
mưa trong giai đoạn thi công; đề xuất các biện pháp kỹ thuật khả thi kiểm
soát xói mòn và trầm tích do mưa và dòng chảy nước mưa tại khu vực dự án
điển hình.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
-

Đóng góp ban đầu cho việc hình thành một bộ biện pháp kỹ thuật với các
tiêu chuẩn cụ thể nhằm kiểm soát xói mòn và trầm tích do mưa và dòng chảy
nước mưa trong thi công các công trình GTĐB của Việt Nam.

-

Giảm thiểu, hạn chế tối đa tác động môi trường gây ra bởi xói mòn và trầm
tích do mưa và dòng chảy nước mưa trong thi công các công trình GTĐB.

-

Góp phần đảm bảo, giữ gìn sinh kế, tài sản và an ninh trật tự cho các cộng
đồng lân cận khu vực dự án.

2


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.

Bộ Xây dựng (1993), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5747:1993 Đất xây dựng –
Phân loại, Bộ Xây dựng, Hà Nội,tr. 1 – 2.

2.

Công ty Cổ phần Đầu tư và Phát triển đường cao tốc Việt nam (2008), Báo
cáo Đánh giá tác động môi trường -dự án Đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai,
Công ty Cổ phần Đầu tư và Phát triển đường cao tốc Việt nam, Hà Nội.

3.

Cổng thông tin điện tử sở KH&CN tỉnh Vĩnh Phúc, Khí hậu, truy cập ngày
21/12/2014,
/>KienTuNhien/View_Detail.aspx?ItemID=3

4.

Nguyễn Quang Mỹ (1995), “Ảnh hưởng của yếu tố địa hình đến xói mòn đất
ở Việt Nam”, Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội, tập XI (1), tr.55-59.

5.

Nguyễn Quang Mỹ (2005), Xói mòn đất hiện đại và các biện pháp chống xói
mòn, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.

6.

Phạm Ngọc Dũng (1991), Nghiên cứu một số biện pháp chống xói mòn trên
đất đỏ bazan trồng chè vùng Tây nguyên và xác định giá trị của các yếu tố
gây xói mòn đất theo mô hình Wischmeier W.H and Smith D.D, Luận án Phó
tiến sĩ khoa học Nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp, Hà Nội.

Tiếng Anh
7.

Akbarimehr M. and R. Naghdi (2012), “Reducing erosion from forest roads
and skid trails by management practices”, Journal of Forest Science (58), pp.
165 – 169.

8.

Balba A. Monem (1995), Management of Problem Soils in Arid Ecosystems,
CRC Press, U.S.A, p. 214.

9.

Blanco Humberto &R. Lal (2010), Principle of Soil Conservation and
Management, Springer, Germany, pp. 56-57.

66


10.

California Stormwater Qualily Association (2003), Stormwater Best
Managemennt Practice Handbook, CASQA, U.S.A, pp.1-6 – 1-7, 3-1 – 3-3.

11.

Cornerlis Wim S. (2006), “Hydroclimatology of wind erosion in airid and
semi-arid environments”, In: D’Odorico Paolo andA. Porporato, Dryland
Ecohydrology, Springer, Germany, p. 141.

12.

Cvetanka Popovska, D. Ivanoski and M. Jovanovski (2008), Disturbed River
Corridors and Protection Measures, BALWOIS, Republic of Macedonia, pp.
6 – 7.

13.

Department of Transportation of State of California (2003), Storm Water
Quality Handbook, Caltrans, California, sections 3, 4, 6, and 7.

14.

Elizabeth J. Baird, W. Floyd, I.V Meerveld and A.E. Anderson (2012),
“Road Surface Erosion – Part 1: Summary of Effects, Processes, and
Assessment Procedures”, Streamline, Watershed Management Bulletin (15),

pp. 1 – 7.

15.

Gray Donald H. and R.B. Sotir (1996), Biotechnical and soil bioengineering
Slope Stabilization: A Practical Guide for Erosion Control, John Wiley &
Sons, U.S.A, p. 20.

16.

Jame William (1995), “Channel and habitat change downstream of
urbanization”, In: HerricksEdwinand J.R Jenkins, Storm Runoff and
Receiving System: Impact, Monitoring and Assessment, CRC Press, U.S.A, p.
105.

17.

Julien Pierre Y. (2010), Erosion and Sedimentation, Cambridge University
Press, U.K, p. 1.

18.

Krisweb, Roads and Erosion, Krisweb, access on 23 July 2014,
/>
19.

Mirsolav Hríb, Pavol Dvorscák, Research and Design of Erosion Control
and Sanitation Methods on Forest Roads and Slopes, Food and Agriculture
Organization

of

United

Nations.org,

access

/>
67

on

24

July

2014


20.

Nichols Gary (2009), Sedimentolofy and Stratigraphy,John Wiley & Sons,
U.S.A, p. 93.

21.

Dov Nir (1983), Man, a Geomorphological Agent: An Introduction to
Anthropic Geomorphology, Springer, Germany, pp. 121-122.

22.

Office of Water, EPA (2000, revised December 2005), EPA 833-F-00-008,
Fact Sheet 2.6, Storm Water Phase II – Final Rule, Construction Site Runoff
Control – Minimum Control Measure, EPA, U.S.A, p. 1.

23.

Randhir Timothy O. (2007), Watershed Management: Issues and
Approaches, IWA Publishing, U.K, p. 56.

24.

State of NSW and Office of Environment and Heritage, Department of
Premier and Cabinet (2012), Erosion and Sediment Control on Unsealed
Roads, Office of Environment and Heritage, Department of Premier and
Cabinet, Australia, p. 1.

25.

United States Department of Agriculture (1987), Soil Mechanics Level 1,
United States Department of Agriculture, U.S.A, p. 9.

26.

U.S. Environmental Protection Agency, Rural Roads, Unpaved Roads in
Forests,

U.S.

EPA,

access

on

24

July

2014,

/>27.

Wiggs Giles F.S. (2011), "Geomorphological hazards in drylands", In:
Thomas David S.G, Arid Zone Geomorphology: Process, Form and Change
in Drylands, John Wiley & Sons, U.S.A, p. 588.

28.

Zachar Dusan (1982), “Classification of soil erosion”, Soil Erosion, Vol 10
(Elsevier), p. 48.

68