Thạc Sĩ Thiết kế hệ thống đập chắn sóng xa bờ khu vực cửa Tư Hiền – Thừa Thiên Huế

GIỚI THIỆU CHUNG
I. Mô tả chung về dự án
Vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai nằm ở phía đông của tỉnh Thừa Thiên Huế bao gồm 45 xã thuộc 5 huyện ( Phong Điền , Quảng Điền , Phú Vang , Hương Trà , Phú Lộc ) Tổng diện tích tự nhiên là 101.070 ha , dân số khoảng 415 nghìn người( năm 2008 ). Vùng có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển dân sinh , kinh tế - xã hội của tỉnh Thừa Thiên Huế , nhất là đối với nghành nông nghiệp , du lịch , thủy sản , có ý nghĩa lớn trong việc duy trì đa dạng sinh học và bảo vệ sinh quyển do đó cần được đặc biệt quan tâm , bảo vệ.
1.1 Xác định vấn đề
Thừa Thiên Huế có dải ven biển dài khoảng 120 km, nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, số cơn bão trung bình hằng năm là khoảng 0.87 cơn. Bão nhiều nhất vào tháng 9 ( chiếm 35% ) rồi đến tháng 10 ( chiếm 28% ) và tháng 8 ( chiếm 18% ). Nhìn chung số lượng bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến Thừa Thiên - Huế không nhiều nhưng tác hại của chúng rất nghiêm trọng, nhất là về phương diện gió và mưa. Tốc độ gió mạnh có thể đạt 40m/s (cấp 13), gây nhiều tổn thất về người và tài sản của nhân dân. Lượng mưa do bão gây ra ở Thừa Thiên - Huế phụ thuộc vào vị trí đổ bộ của cơn bão và áp thấp nhiệt đới, đồng thời còn phụ thuộc vào sự kết hợp của không khí lạnh. Khi bão đổ bộ vào sẽ kèm theo mưa lớn và hiện tượng nước biển dâng làm cho hiện tượng sạt lở, xói mòn bờ biển diễn ra ngày càng nghiêm trọng .
Xói lở bờ biển là loại biến đổi địa hình phổ biến nhất trên suốt chiều dài bờ biển Thừa Thiên Huế. Xói lở bờ biển thường xảy ra vào mùa đông (từ tháng 8 đến tháng 3). Từ tháng 9 đến tháng 12, tốc độ xói lở xảy ra mạnh nhất, đặc biệt trong thời điểm có gió mùa Đông Bắc hoặc áp thấp nhiệt đới hoạt động mạnh. Đi kèm với xói lở là hiện tượng bồi lấp ở các cửa biển. Tư Hiền là một trong hai cửa biển chính trong hệ thế đầm phá Tam Giang - Cầu Hai nằm trong dải ven biển Thừa Thiên Huế thường xuyên chịu ảnh hưởng của xói lở và bồi tụ này. Điển hình là trận lũ lịch sử 11/1999 không chỉ gây thiệt hại to lớn về kinh tế xã hội mà còn làm cho khu vực đầm phá Tam Giang - Cầu Hai bị dòng chảy lũ phá vỡ tại 5 vị trí , trong đó có cửa Tư Hiền và Lộc Thủy . Tại thời điểm đó cửa Tư Hiền đã bị phá rộng tới 600m và sâu từ 4 – 8 m. Sau đó cửa bị thu hẹp dần do hiện tượng bồi tụ và bây giờ chỉ rộng khoảng 100m và sâu từ 1 đến 3m.
Với vai trò quan trọng trong việc ổn định dân sinh và phát triển kinh tế xã hội của vùng cửa sông ven biển và hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai của Thừa Thiên Huế. Trước sự diễn biến phức tạp của xói lở bờ biển và bồi lấp cửa sông khu vực cửa Tư Hiền, cấp thiết phải có giải pháp công trình phòng chống sạt lở bờ biển, bồi lấp cửa biển .

1.2 Mục tiêu của đồ án
Phân tích nguyên nhân, đánh giá mức độ xói lở khu vực bờ biển cửa Tư Hiền, Phú Lộc, Thừa Thiên Huế, từ đó tính toán và tìm ra giải pháp cụ thể, khả thi và có hiệu quả nhằm khắc phục và giảm tình trạng trên.
Tính toán từ sơ bộ đến chi tiết công trình áp dụng, độ ổn định của công trình, tác dụng của công trình sau khi xây dựng đối với đường bờ.
Hoàn thành chi tiết một bản thiết kế công trình cho vùng bờ biển phía nam cửa Tư Hiền, thuộc xã Lộc Bình, huyện Phú Lộc.
1.3 Phạm vi của đồ án
Phạm vi của đồ án là thiết kế công trình khu vực bờ biển phía nam cửa Tư Hiền, xã Lộc Bình, huyện Phú Lộc tỉnh Thừa Thiên Huế dựa trên việc tính toán các điều kiện biên TK có được nhờ các số liệu thủy hải văn thu thập được.
1.4 Phương pháp thực hiện
- Thu thập và phân tích số liệu thực đo
- Xử lý số liệu và phân tích nguyên nhân dựa vào mô hình toán
- Lựa chọn giải pháp và thiết kế công trình bảo vệ


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 2
Mô tả chung về dự án 2
1.1 Xác định vấn đề 4
1.2 Mục tiêu của đồ án 5
1.3 Phạm vi của đồ án 5
1.4 Phương pháp thực hiện 5
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 6
2.1 Đặc điểm tự nhiên 6
2.1.1 Vị trí địa lý 6
2.1.2 Đặc điểm địa hình 7
2.1.3 Đặc điểm địa chất và bùn cát 7
2.2 Điều kiện khí hậu 10
2.2.1 Đặc điểm khí tượng 10
2.2.2 Đặc điểm thủy văn 11
2.2.3 Đặc điểm hải văn 11
2.3 Đặc điểm dân sinh, kinh tế - xã hội 13
CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 15
3.1 Hiện trạng khu vực nghiên cứu 15
3.1.1 Hiện trạng các công trình bảo vệ bờ trong khu vực 15
3.1.2Phân tích nguyên nhân và cơ chế gây biến đổi, xói lở khu vực bờ biển cửa biển Tư Hiền 17
3.3Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ bờ khu vực nghiên cứu 26
3.3.1 Sơ bộ lựa chọn dạng kết cấu công trình bảo vệ 26
CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN THỦY HẢI VĂN THIẾT KẾ 27
4.1 Xác định cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kế 27
4.2 Xác định mực nước thiết kế 28
4.3 Tính toán các tham số sóng nước sâu 29
4.4 quá trình truyền sóng nước sâu vào chân công trình 35
4.5 Tính toán các tham số sóng tại chân công trình 40
CHƯƠNG V TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH 49
5.1 Xác định chiều dài, khoảng cách và số lượng đập 49
5.2 Xác định cao trình đỉnh đập 50
5.3 Tính toán khối lượng cấu kiện khối phủ 53
5.4 Xác định bề rộng đỉnh đập 55
5.5 Kích thước khối phủ Tetrapod 56
5.6 Chiều dày khối phủ và số cấu kiện cần thiết 59
5.7 Xác định kích thước và chiều dày lớp đệm, tầng lọc bảo vệ 59
5.8 Tính toán thiết kế chân khay 62
5.9 Tính toán kết cấu đầu đập 68
CHƯƠNG VI TÍNH ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH 70
6.1Giới thiệu về phần mềm plaxis 70
6.2 Ứng dụng phần mền Plaxis V.8 – 2D để tính ổn định của đập 71
CHƯƠNG VII TRÌNH TỰ, KỸ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH BIỂN 79
7.1Mục đích , ý nghĩa , nhiệm vụ : 79
7.2Trình tự thi công : 79
7.3 Biện pháp thi công : 80
7.3.1. Chuẩn bị công trường : 80
7.3.2. Định vị công trình : 80
7.3.3. Thi công đúc bê tông trên cạn ( tetrapod ) : 81
7.3.4. Công tác giám sát trong quá trình thi công : 83
PHỤ LỤC 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85
1. Kết luận 85
2.Kiến nghị 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87