Đê chắn sóng - Chương 1

Chương 1. vai trò của đê chắn sóng với bể cảng
Chương 1
VAI TRÒ CỦA ĐÊ CHẮN SÓNG VỚI BỂ
CẢNG
1.1. Cảng biển và phân loại.
Cảng biển là một đầu mối giao thông, được kết hợp các công trình xây dựng và thiết
bị đảm bảo cho tàu đậu an toàn, đồng thời cho phép bốc dỡ hàng hoá nhanh và thuận tiện.
Cảng biển khác cảng sông và cảng hồ là chỉ cho phép neo đậu tàu biển, không neo
cập tàu sông và tàu pha sông biển. Về mặt tác động, nó chịu các yếu tố tự nhiên của động
lực biển như sóng, bão, thuỷ triều, hả
i lưu, nước dâng, chuyển động của bùn cát ven bờ,
nước ngầm, động đất - sóng thần... Các yếu tố này so với các yếu tố tác động vào cảng
sông thì mạnh và nguy hiểm gấp nhiều lần. Về mặt quy mô hiện đại thì cảng biển vượt
trội so với cảng sông và cảng hồ, không những về lượng hàng hoá, kích cỡ tầu, trang thiết
bị bốc xếp mà về tất cả các khía cạnh khác có liên quan
đến cảng.
Cũng như tất cả các cảng, cảng biển thương mại trước tiên thường phân cấp theo
lưu lượng hàng hoá Q qua cảng trong 1 năm.
- Cấp 1: Q > 20 triệu tấn/năm;
- Cấp 2: Q > 10 triệu tấn/năm;
- Cấp 3: Q > 5 triệu tấn/năm;
- Cấp 4: Q > 1 triệu tấn/năm;
- Cấp 5: Q < 1 triệu tấn/năm.
Về mặt vị trí, cảng biển được phân loại thành: cảng đả
o tự nhiên, cảng đảo nhân tạo,
cảng ngoài biển hở, cẩng vịnh, cảng cửa sông...
Đối với các cảng chuyên dụng có tên gọi theo loại hàng: cảng than, cảng dầu, cảng
cá, quân cảng, cảng khách, cảng phà...
Trong hệ thống cảng biển còn được phân nhỏ như sau: cảng cố định, cảng chuyển
tẩi, cảng phao, cảng tạm...
Theo quan điểm tác động của sóng thì cảng biển chia làm hai loại: có đ

ê chắn sóng
và không có đê chắn sóng. Trừ các cảng ở cửa sông và trong các vịnh kín thì đại đa số
các cảng biển trên thế giới nhất là cảng nước sâu đều có các công trình đê chắn sóng, đê
ngăn cát nhằm vươn xa ra biển.
1.2. Khu nước và bể cảng.
Một cảng bất kỳ bao giờ cũng cấu tạo bởi 2 khu: khu nước và khu lãnh thổ. Tỷ lệ
diện tích khu lãnh thổ với khu nước thông thường b
ằng từ 0,5÷2 lần. đối với cảng
Container thì tỷ lệ này còn lớn hơn.
Khu nước của một cảng biển đặc trưng được diễn tả ở hình 1-1 gồm 3 vùng:
- Vùng ngoài cửa cảng;
- Vùng bể cảng;
- Vùng cửa sông (Trong trường hợp có thông với cửa sông).

1-1
Chương 1. vai trò của đê chắn sóng với bể cảng
§ª ch¾n sãng
1
2
5
Kªnh dÉn
1
0
Cöa s«ng
2
3
0
1
4
3

1 - Vïng ngoµi bÓ c¶ng
(Vïng ngoµi cöa)
2 - BÓ c¶ng
3 - Vïng cöa s«ng

Hình 1- 1. Khu nước - bể cảng của một cảng biển đặc trưng.
Thông thường chỉ có vùng 1 và vùng 2, trường hợp cảng biển không tiếp cận với
cửa sông thì khuyết vùng 3. Trong trường hợp độ sâu tự nhiên vùng ngoài bể cảng không
đủ, phải nạo vét tuyến luồng vào để tạo thành một kênh biển hay kênh dẫn tàu (hình 1-1)
với đầy đủ các hệ thống báo hiệu hàng hải, tuân theo các tiêu chuẩn của báo hiệu hàng
hải quố
c tế IALA.
Tất cả các bể cảng có đê chắn sóng bảo vệ gọi là bể cảng nhân tạo. Các tuyến đê
được chọn chủ yếu phụ thuộc vào hướng sóng tác dụng, sự vận chuyển của bùn cát, phụ
thuộc vào địa hình tự nhiên của khu đất và khu nước. Trên hình 1-2 là các ví dụ chọn các
tuyến đê chắn sóng.
- Bể cảng có hai tuyến đê chắn sóng cắm vào bờ (Hình 1-2a), trong đó khu neo tàu
đặt ngoài b
ể cảng (Vũng cảng), còn các tuyến bến sắp đặt theo các bến nhô với các tuyến
đường sắt.
- Bể cảng trên các hình 1-2b và 1-2c có một tuyến đê chắn sóng cắm vào bờ và một
đê đảo, vì vậy bể cảng có hai cửa chính và phụ.
5
2
1
6
4
2
3

Hình 1.2a. Cả hai tuyến đê cắm vào bờ.
1 - Vũng cảng 2 - Đê chắn sóng 3 - Tường bảo vệ
4 - Khu đất 5 - Lạch vào cảng 6 - Khu neo tàu ngoài cảng

1-2
Chng 1. vai trũ ca ờ chn súng vi b cng
2
1
2
2
1
3
2

Hỡnh 1.2b Hỡnh 1.2c
Cú mt tuyn ờ cm vo b v mt tuyn ờ o.
1- Vng cng; 2- ờ chn súng 1- Vng cng; 2- ờ chn súng;
3- Lch vo cng
Hỡnh 1- 2. Cỏc b cng cú hai tuyn ờ chn súng bao bc.
Cỏc tuyn ờ chn súng cú th cú chõn ni lin vi b nhng cng cú th khụng ni
vi b to thnh mt tuyn ờ o. Vic tớnh toỏn ờ
o v ờ cú chõn ni lin vi b
tng t nh nhau v vai trũ ca chỳng u mang tớnh cht che ch cho khu nc.
1.3. Yờu cu v che chn súng, ngn cỏt cho b cng.
Quy hoch mt b cng bin cho yờn tnh v súng v khụng b lng ng bựn cỏt
luụn gn vi cỏc tuyn ờ v ca cng, thng phi tuõn th cỏc nguyờn tc sau:
1. din tớch hu hiu cho tu u v thc hin thun l
i cỏc thao tỏc ca tu nh:
quay, manoer, bc hng... Phn b cng c coi l din tớch hu hiu phi sõu v
an ton vi mi hng súng cng nh khụng b bi lng. T l phn din tớch hu hiu so

vi tng din tớch thc ca ton b cng cng cao thỡ mc ti u cng ln. Nu t l
trờn c 50% l t yờu cu.

3
1
2
3 - Khu neo đậu
2 - Khu chuyển tải
1 - Khu quay trở

Hỡnh 1- 3. Mt b cng cú cỏc khu riờng bit.
2. An ton cho tu u vi mi hng súng tỏc dng: theo kinh nghim ca cỏc
nc Bc u v ụng u chiu cao súng an ton cho phộp khu trc bn cho bng
1-1.



1-3
Chng 1. vai trũ ca ờ chn súng vi b cng
Bng 1.1. Chiu cao súng an ton cho phộp trong b cng ụng u v Bc u (m).
Khi u súng cú cỏc hng Lng choỏn nc ca
tu
(1.000T)
Thng gúc vi mộp
bn
Song song vi mộp
bn
50 2 1,5
10 1,5 1,0
5 - 7 1,2 0,8

3 - 5 1,0 0,6
2 0,7 0,5
Ti Nht Bn chiu cao súng h (m) an ton cho phộp c quy nh rừ rng theo
chiu cao súng cú ý ngha h
1/3
cho bng 1.2.
Bng 1.2. Chiu cao súng an ton cho phộp ti mộp bn khi lm hng (Nht Bn).
Loi tu
Chiu cao súng h
1/3
(m)
500 DWT 0,3
500 - 50.000 DWT 0,5
> 50.000 DWT 0,7 - 1,5
Riờng i vi khu nc trc cỏc tuyn bn cú kt cu kiu tng ng hoc dng
tr vi m tu bng ng cao su 400mm v chiu sõu H 12m, tu cú trng ti
30.000DWT ch cú th chp nhn c chiu cao súng an ton cho phộp h 1,0m.
Vic xỏc nh chiu cao súng an ton cho phộp trong b cng l ti cn thit, vỡ nú
khụng nhng cú nh hng n cụng tỏc lm hng m cũn nh hng n n nh c
a
cụng trỡnh bn. Khi chiu cao súng trong b h = 1,0m, sõu nc H = 10m, gúc ni ma
sỏt t = 32
0
thỡ ỏp lc t ch ng s tng thờm 20% ng vi thi im ỏy súng
chm tng bn, ỏp lc ph gia ny phi c xột n khi chiu cao súng vt quỏ h
0,5m.
3. Ngn chn hoc gim n mc ti thiu s lng ng ca bựn cỏt, song song vi
yờu cu chn súng, h thng ờ ca b cng bin phi ngn s di chuy
n ca bựn cỏt do
dũng ven hoc dũng lc a mang n. Gii phỏp hu hiu hn c l y bựn cỏt ra xa b

(hỡnh 1-4) hoc tớch t bựn cỏt phớa ngoi ờ (khu vc sỏt b) to thnh bói bin nhõn
to.
1
2
1 - Dòng bùn cát
2 - Các đoạn đê chắn sóng
3 - Kênh tàu vào cảng
4 - Bể cảng
4
3

Hỡnh 1- 4. S vch cỏc tuyn ờ chn súng y bựn cỏt ra xa b.

1-4
Chương 1. vai trò của đê chắn sóng với bể cảng
Để lượng bùn cát khó đi vào bể, cần bố trí các tuyến đê chắn sóng cùng với cửa
cảng như hình 1.5.
a) Bïn c¸t vµo nhiÒu
b) Bïn c¸t vµo Ýt

Hình 1- 5. Cách bố trí các tuyến đê chắn và cửa cảng.
4. Có khả năng để mở rộng cảng trong tương lai.
Sự tăng trưởng kinh tế của một nước cũng như của một khu vực luôn luôn phát
triển, vì vậy khi quy hoạch một bể cảng mới cần có các giải pháp mở rộng trong khoảng
20÷100 năm bằng cách:
- Hoặc kéo dài các tuyến đê chắn sóng - ngăn cát đã xây;
- Hoặ
c xây dựng thêm các tuyến đê chắn sóng - ngăn cátmới tạo ra một bể cảng mới
(Bể bên cạnh hoặc bể ngoài).
5. Tàu ra vào thuận tiện.

Điều này gắn chặt với tuyến kênh biển sao cho:
- Luồng vào ra của tàu là ngắn nhất;
- Hệ thống báo hiệu hàng hải đơn giản;
- Tốc độ phát triển ngưỡng cạn vô cùng chậm hoặc bằng không.
Năm yêu cầu trên đây là các định hướng c
ơ bản đồng thời cũng là các nguyên tắc
quy hoạch các tuyến đê chắn sóng cho một bể cảng biển. Bể cảng tối ưu nhất là có diện
tích hữu hiệu nhất. Muốn thế cần dựa vào tuyến đê và hướng sóng giải các bài toán nhiễu
xạ trong bể cảng bằng mô hình toán học hoặc mô hình vật lý hoặc đồng thời cả hai.
1.4. Phương án mặt bằng các tuyến đê chắ
n sóng.
Trong hình 1-6 nêu ra 15 loại mặt bằng các tuyến đê chắn sóng có thể gặp trong
thực tế xây dựng bể cảng. Điều này được tổng kết kinh nghiệm xây dựng bể cảng có đê
chắn sóng của khắp các châu lục.
Nếu quy ước: A là hướng sóng chủ yếu đi vào cửa cảng, B là đường bờ tự nhiên, C
là tuyến mép bến.
Từ các sơ đồ ở hình 1-6 rút ra đựoc những nhận xét sau:
- Rất nhiều bể cảng có hai tuyến đê chắn sóng cắm vào bờ, tạo thành hai cánh cung
vây gần kín vùng nước của bể (Hình 1-6 a, b, c, d, e, f, g, m, p). Ngoài hướng sóng chủ
yếu A ra, các hướng sóng khác cũng gây khó khăn cho bể cảng. Thường phải xét thêm 2,
4, 6 hướng sóng nữa lệch nhau 22
0
5 kể từ hướng sóng chính (Hướng sóng chủ yếu) phân
đều sang hai bên trái và phải.
- Số bể cảng có một tuyến đê chắn sóng không đều (Hình 1-6 j, l, n, q). Trường hợp
này hướng sóng theo tia A phải có tần suất cao, mặt khác diện tích hữu hiệu của bể cảng

1-5