Tài liệu Thiết kế đê bình minh 3, huyện kim sơn – tỉnh ninh bình

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 1 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển MỤC LỤC PHẦN 1......................................................................................................................20 MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 20 CHƯƠNG 1 ...............................................................................................................21 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN............................................................................21 Chương 1 nêu ra tính cấp thiết của đồ án, từ đó xác định mục tiêu và phạm vi nghiên cứu, xác định các phương pháp, công cụ cần sử dụng tới khi làm đồ án. Trong chương này, cũng tóm lược lại kết cấu của đồ án. ...................................................................21 1.1 . Tính cấp thiết của đồ án.................................................................................21 1.2. Mục tiêu của đồ án..........................................................................................22 Chương 5: Thiết kế đoạn đê Bình Minh 3 từ Km7 + 630 đến Km12 + 123 (gọi tắt là đê Bình Minh 3)............................................................................................23 Chương 6: Kiểm tra ổn định đê theo phương án thiết kế ................................23 Chương 7: Trình tự và phương pháp thi công. .................................................23 CHƯƠNG 2................................................................................................................ 24 GIỚI THIỆU CHUNG HUYỆN KIM SƠN................................................................24 Kim Sơn là một huyện ven biển có điều kiện tự nhiên, xã hội thuận lợi cho phát triển kinh tế vùng biển. Trong chương này sẽ giới thiệu điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh tế xã hội của huyện, đây là cơ sở cho những phân tích chọn lựa giải pháp công trình cũng như việc đề xuất phương án phát triển kinh tế vùng bãi bồi trong phần chuyên đề của đồ án......................................................24 2.1. Điều kiện tự nhiên..........................................................................................24 2.1.1 Vị trí địa lý....................................................................................................24 ................................................................................................................................ 24 Hình 2.1: Bản đồ vị trí vùng dự án đê Bình Minh 3...........................................24 Vùng dự án Bình Minh 3 nằm ở phía Đông Nam huyện Kim Sơn (vị trí đánh dấu số “2” trên bản đồ, cách trung tâm thị xã Ninh Bình 60 km về phía Đông Nam. Vùng này nằm trong toạ độ địa lý như sau:...............................................24 106,10 ~ 106,70 kinh độ Đông..............................................................................24 19,360 ~ 19,00 vĩ Bắc..........................................................................................24 Giới hạn :..............................................................................................................24 - Phía Bắc giáp đê Bình Minh 2 từ cửa sông Đáy đến cửa sông Càn................24 - Phía Đông giáp cửa sông Đáy............................................................................24 - Phía Nam giáp biển............................................................................................24 - Phía Tây giáp cửa sông Càn..............................................................................24 Tổng diện tích tự nhiên tính từ cao độ (-1,00) trở lên khoảng 3750 ha...........24 2.1.2 Đặc điểm địa hình ........................................................................................25 Bãi bồi Bình Minh thuộc đồng bằng tích tụ delta ngầm chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều. Đồng bằng ảnh hưởng thuỷ triều thường xuyên bề mặt địa SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 2 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển hình thấp, tích tụ sét hoặc bùn sét có độ cao bề mặt dưới 0,5 m so với mực nước biển, địa hình hầu như bằng phẳng, độ dốc không quá 30. Qua các nghiên cứu đã báo cáo (Dự án hạp long đê Bình Minh 3) có thể tóm lược một số đặc điểm địa hình đặc trưng của vùng này như sau:...........................................................25 - Địa hình vùng bãi bồi Bình Minh có hình vòng cung hướng lồi ra biển........25 - Bề mặt toàn bãi có độ phẳng khá đồng đều ít lồi lõm.....................................25 - Thế đất: Có độ dốc thoải dẫn từ phía đất liền ra biển và từ phía cửa Đáy xuống phía cửa Càn...............................................................................................25 Do đặc điểm vùng biển Ninh Bình là biển thoái,tốc độ bồi lắng hàng năm khá lớn ( bồi xa 80÷100 m, bồi cao 6 ÷ 8 cm/năm ) cho nên địa hình vùng bãi này hàng năm đều có sự thay đổi và ngày một phình to ra phía biển.......................25 2.1.3 Đặc điểm địa chất.........................................................................................25 Khu vực khảo sát thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ là vùng trầm tích hiện đại, nằm trên cánh Tây Nam của trũng địa hào Hà Nội. Cấu trúc trầm tích đệ tứ dầy từ 100 m đến 200 m, trầm tích Haloxen dày 20 m đến 25m. Xuống sâu phía dưới lớp trầm tích có thể gặp các đá biến chất Protezozoi hoặc các Trisaanizi thuộc hệ Đồng Giao. Cấu trúc trầm tích của khu vực này mới hình thành, thời gian nén chặt mới bắt đầu còn để lại một số di tích hữu cơ, thực vật đã bị mục nát vì vậy đất có độ rỗng lớn và xốp, kết cấu của đất kém chặt, cường độ kháng cắt nhỏ, độ lún lớn và bão hoà nước.....................................................................25 Các chỉ tiêu cơ lý đất đắp, đất nền do công ty Tư vấn xây dựng Ninh Bình cung cấp được trình bày ở bảng 2.1......................................................................25 Bảng 2.2 - Thống kê tốc độ gió và hướng gió......................................................27 Tháng..................................................................................................................... 27 1.............................................................................................................................. 27 2.............................................................................................................................. 27 3.............................................................................................................................. 27 4.............................................................................................................................. 27 5.............................................................................................................................. 27 6.............................................................................................................................. 27 7.............................................................................................................................. 27 8.............................................................................................................................. 27 9.............................................................................................................................. 27 10............................................................................................................................ 27 11............................................................................................................................ 27 12............................................................................................................................ 27 Năm........................................................................................................................ 27 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 3 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển TB m/s.................................................................................................................... 27 2,2........................................................................................................................... 27 2,0........................................................................................................................... 27 1,7........................................................................................................................... 27 1,9........................................................................................................................... 27 2,0........................................................................................................................... 27 1,9........................................................................................................................... 27 2,1........................................................................................................................... 27 1,6........................................................................................................................... 27 2,0........................................................................................................................... 27 2,2........................................................................................................................... 27 2,1........................................................................................................................... 27 2,1........................................................................................................................... 27 2,0........................................................................................................................... 27 Vmax m/s...............................................................................................................27 14............................................................................................................................ 27 16............................................................................................................................ 27 16............................................................................................................................ 27 20............................................................................................................................ 27 32............................................................................................................................ 27 34............................................................................................................................ 27 40............................................................................................................................ 27 40............................................................................................................................ 27 45............................................................................................................................ 27 40............................................................................................................................ 27 18............................................................................................................................ 27 18............................................................................................................................ 27 35............................................................................................................................ 27 Hướng....................................................................................................................27 B.............................................................................................................................. 27 B.............................................................................................................................. 27 NH.......................................................................................................................... 27 B.............................................................................................................................. 27 TN........................................................................................................................... 27 T.............................................................................................................................. 27 Đ............................................................................................................................. 27 NH.......................................................................................................................... 27 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 4 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển B.............................................................................................................................. 27 TTB........................................................................................................................ 27 TB........................................................................................................................... 27 TB........................................................................................................................... 27 (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) .........................................................................................................27 b. Nhiệt độ.............................................................................................................. 27 Xét theo nhiệt độ trung bình năm đại bộ phận lãnh thổ của dải ven biển huyện Kim Sơn có địa hình thấp và bằng phẳng nên nền nhiệt tương đối cao, thuộc chế độ nhiệt nóng và có xu thế tăng dần từ Bắc xuống Nam. Ở đây nhiệt độ trung bình năm dao động trong khoảng 22,2 ÷ 23,60 (Bảng 2.3). Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, chế độ nhiệt ở đây phân hoá ra làm hai mùa nóng lạnh rõ rệt, mùa nóng kéo dài từ 4 đến 5 tháng từ tháng V ÷ X. Tháng VII có nhiệt độ không khí cao nhất đạt trị số 28,2 ÷ 29,40 . Mùa lạnh kéo dài 2 tháng ( I và II). Tháng I là tháng lạnh nhất có nhiệt độ trung bình trong khoảng 14,3 ÷ 16,80 ...............................................................................................27 Cũng do ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, nên nhiệt độ không khí biến thiên khá lớn trong năm. Gía trị biên độ nhiệt ở đây đạt 13,1 ÷ 13,3o . Bên cạnh đó, do nằm sát biển nên nhiệt độ tương đối điều hoà trong ngày, trị số biên độ nhiệt ngày đêm trung bình năm dao động trong khoảng từ 4,4÷6,90 (Bảng 2.4)................................................................................................................ 27 Bảng 2.3 - Thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm ( 0C )............................27 Tháng..................................................................................................................... 27 1.............................................................................................................................. 27 2.............................................................................................................................. 27 3.............................................................................................................................. 27 4.............................................................................................................................. 27 5.............................................................................................................................. 27 6.............................................................................................................................. 27 7.............................................................................................................................. 27 8.............................................................................................................................. 27 9.............................................................................................................................. 27 10............................................................................................................................ 27 11............................................................................................................................ 27 12............................................................................................................................ 27 BQ năm.................................................................................................................. 27 T0............................................................................................................................ 27 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 5 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển 16,3......................................................................................................................... 27 17,0......................................................................................................................... 27 19,7......................................................................................................................... 27 23,4......................................................................................................................... 27 27,3......................................................................................................................... 27 28,2......................................................................................................................... 27 29,2......................................................................................................................... 27 28,4......................................................................................................................... 27 27,2......................................................................................................................... 27 24,8......................................................................................................................... 27 21,5......................................................................................................................... 27 17,4......................................................................................................................... 27 23,4......................................................................................................................... 27 Max......................................................................................................................... 27 16,8......................................................................................................................... 27 19,6......................................................................................................................... 27 22,2......................................................................................................................... 27 26,5......................................................................................................................... 27 31,0......................................................................................................................... 27 32,4......................................................................................................................... 27 32,7......................................................................................................................... 27 31,6......................................................................................................................... 27 30,1......................................................................................................................... 27 27,9......................................................................................................................... 27 24,6......................................................................................................................... 27 21,7......................................................................................................................... 27 26,4......................................................................................................................... 27 Min......................................................................................................................... 27 14,3......................................................................................................................... 27 15,2......................................................................................................................... 27 18,0......................................................................................................................... 27 21,7......................................................................................................................... 27 24,5......................................................................................................................... 27 25,9......................................................................................................................... 27 26,4......................................................................................................................... 27 25,9......................................................................................................................... 27 24,8......................................................................................................................... 27 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 6 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển 22,4......................................................................................................................... 27 19,6......................................................................................................................... 27 15,8......................................................................................................................... 27 21,2......................................................................................................................... 27 (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) .........................................................................................................28 Bảng 2.4 - Biên độ ngày trung bình của nhiệt độ không khí ( 0C )..................28 Tháng..................................................................................................................... 28 1.............................................................................................................................. 28 2.............................................................................................................................. 28 3.............................................................................................................................. 28 4.............................................................................................................................. 28 5.............................................................................................................................. 28 6.............................................................................................................................. 28 7.............................................................................................................................. 28 8.............................................................................................................................. 28 9.............................................................................................................................. 28 10............................................................................................................................ 28 11............................................................................................................................ 28 12............................................................................................................................ 28 BQ năm.................................................................................................................. 28 ∆T0......................................................................................................................... 28 5,0........................................................................................................................... 28 4,4........................................................................................................................... 28 4,2........................................................................................................................... 28 4,8........................................................................................................................... 28 6,5........................................................................................................................... 28 6,5........................................................................................................................... 28 6,3........................................................................................................................... 28 5,7........................................................................................................................... 28 5,3........................................................................................................................... 28 5,5........................................................................................................................... 28 4,9........................................................................................................................... 28 5,4........................................................................................................................... 28 5,4........................................................................................................................... 28 (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) .........................................................................................................28 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 7 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển c. Độ ẩm không khí...............................................................................................28 Độ ẩm trung bình năm tương đối cao dao động trong khoảng 82÷85% (Bảng 2.5). Thời kỳ nửa cuối mùa đông (II÷IV) do ảnh hưởng kiểu thời tiết mưa phùn ẩm ướt nên có độ ẩm không khí cao, đạt 87÷92%, các tháng đầu mùa đông lại tương đối thấp khoảng 76÷82% . .........................................................................28 Bảng 2.5 - Thống kê độ ẩm không khí trung bình nhiều năm...........................28 Tháng..................................................................................................................... 28 1.............................................................................................................................. 28 2.............................................................................................................................. 28 3.............................................................................................................................. 28 4.............................................................................................................................. 28 5.............................................................................................................................. 28 6.............................................................................................................................. 28 7.............................................................................................................................. 28 8.............................................................................................................................. 28 9.............................................................................................................................. 28 10............................................................................................................................ 28 11............................................................................................................................ 28 12............................................................................................................................ 28 Năm........................................................................................................................ 28 TB%....................................................................................................................... 28 85............................................................................................................................ 28 88............................................................................................................................ 28 91............................................................................................................................ 28 89............................................................................................................................ 28 84............................................................................................................................ 28 83............................................................................................................................ 28 81............................................................................................................................ 28 85............................................................................................................................ 28 85............................................................................................................................ 28 83............................................................................................................................ 28 82............................................................................................................................ 28 83............................................................................................................................ 28 85............................................................................................................................ 28 (Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008)..................................................................................29 d. Lượng mưa.......................................................................................................29 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 8 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển Trong địa bàn huyện Kim Sơn có dãy núi Tam Điệp ở phía Tây, dãy núi này chắn gió làm cho hơi nước từ biển Đông ngưng tụ nên lượng mưa hàng năm tại đây tương đối lớn. Tuy nhiên lượng mưa phân phối không đều theo các tháng trong năm. Trong 6 tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 lượng mưa chiếm tới 75% đến 85% lượng mưa cả năm. .................................................................29 Lượng mưa năm:..................................................................................................29 - Lượng mưa năm lớn nhất: 3.024 mm (1994)....................................................29 - Lượng mưa năm nhỏ nhất: 1.100 mm (1957)...................................................29 - Lượng mưa năm trung bình: 1.920 mm............................................................29 Số lượng ngày mưa trong năm từ 125 – 135 ngày. Lượng mưa phân bố không đều theo các tháng, cụ thể như sau :.....................................................................29 Lượng mưa tháng:................................................................................................29 Bảng 2.6 - Thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm (mm)....29 Tháng..................................................................................................................... 29 1.............................................................................................................................. 29 2.............................................................................................................................. 29 3.............................................................................................................................. 29 4.............................................................................................................................. 29 5.............................................................................................................................. 29 6.............................................................................................................................. 29 7.............................................................................................................................. 29 8.............................................................................................................................. 29 9.............................................................................................................................. 29 10............................................................................................................................ 29 11............................................................................................................................ 29 12............................................................................................................................ 29 TB........................................................................................................................... 29 27,7......................................................................................................................... 29 32............................................................................................................................ 29 50,2......................................................................................................................... 29 87,3......................................................................................................................... 29 155.......................................................................................................................... 29 255,5....................................................................................................................... 29 230,8....................................................................................................................... 29 318,2....................................................................................................................... 29 407,3....................................................................................................................... 29 265,3....................................................................................................................... 29 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 9 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển 63,3......................................................................................................................... 29 27,7......................................................................................................................... 29 Max......................................................................................................................... 29 86............................................................................................................................ 29 105,7....................................................................................................................... 29 140.......................................................................................................................... 29 210.......................................................................................................................... 29 316,3....................................................................................................................... 29 532,3....................................................................................................................... 29 504,7....................................................................................................................... 29 901,5....................................................................................................................... 29 983,5....................................................................................................................... 29 724,5....................................................................................................................... 29 246,5....................................................................................................................... 29 93,1......................................................................................................................... 29 Min......................................................................................................................... 29 0,8........................................................................................................................... 29 6,2........................................................................................................................... 29 23,3......................................................................................................................... 29 26,2......................................................................................................................... 29 57............................................................................................................................ 29 65,9......................................................................................................................... 29 35,5......................................................................................................................... 29 109.......................................................................................................................... 29 90,7......................................................................................................................... 29 4,8........................................................................................................................... 29 0,4........................................................................................................................... 29 0.............................................................................................................................. 29 (Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008)..................................................................................30 e. Hiện tượng thời tiết đặc biệt.............................................................................30 * Bão...................................................................................................................... 30 Đa số các cơn bão ảnh hưởng tới Ninh Bình được hình thành từ biển Đông và Tây Thái Bình Dương. Mùa mưa bão thường bắt đầu từ tháng 5 hoặc tháng 6 và kết thúc vào tháng 10 và tháng 11 trong năm. Bình quân mỗi năm có từ 2 đến 3 trận bão có nguy cơ đổ bộ vào Ninh Bình mà xã Kim Đông, Kim Trung huyện Kim Sơn là những xã chịu ảnh hưởng trực tiếp.......................................30 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 10 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển Bão gây sóng to gió mạnh và mưa lớn trên diện rộng…Mỗi cơn bão gây ra mưa kéo dài trong vài ngày, với tổng lượng mưa lên đến 200 ÷ 300 mm. Tính trung bình lượng mưa bão chiếm khoảng 30% tổng lượng mưa toàn mùa mưa. ................................................................................................................................. 30 * Gió mùa Đông Bắc.............................................................................................30 Gió mùa Đông Bắc hoạt động chủ yếu trong thời kỳ từ tháng XI đến tháng IV năm sau, với cường độ mạnh vào các tháng XII, I, II. Gío mùa Đông Bắc không phải thổi liên tục mà thổi thành từng đợt, cách nhau 5 ÷ 6 ngày. Trung bình mỗi năm có khoảng 20 ÷ 22 đợt gió tràn về. Mỗi khi có đợt gió tràn về làm cho tốc độ gió tăng lên đột ngột khoảng 10 ÷ 15m/s tối đa có thể lên tới 25 m/s; và nhiệt độ giảm xuống dưới 150, thậm chí dưới 100. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) ........................30 2.1.5 Đặc điểm chế độ thuỷ văn............................................................................30 a. Sông Đáy............................................................................................................30 Sông Đáy chịu ảnh hưởng của thuỷ triều rất mạnh đồng thời chịu ảnh hưởng của sông Hồng qua sông đào Nam Định và lũ từ thượng nguồn sông Hoàng Long dồn về............................................................................................................30 - Về mùa cạn: Lưu lượng bản thân của sông Đáy nhỏ nhưng được bổ sung từ sông Hồng qua sông Đào Nam Định sang.............................................................30 - Về mùa lũ: Phần hạ lưu sông Đáy từ Độc Bộ trở xuống mực nước cao và lưu lượng lớn. Riêng về lưu lượng ngoài việc tải nước của thượng nguồn sông Đáy còn phải tải một lượng nước của sông Hồng qua sông Đào Nam Định chuyển sang.......................................................................................................................... 30 b. Sông Càn, sông Tống........................................................................................30 Những năm vừa qua dòng chảy sông Càn diễn biến phức tạp, cửa sông Càn có hiện tượng bồi lắng lấn ra biển, hiện tượng này làm cho dòng chảy lũ bị nghẽn lại kết hợp triều cường mực nước sông Càn dâng cao uy hiếp nghiêm trọng an toàn của vùng dự án. Thống kê mực nước từ năm 1976 đến năm 1998 trên sông Càn ở một số vị trí..................................................................................................31 Mực nước lũ trong nhiều năm theo tần suất tại Cầu Hội – Chính Đại – Nga Điền ........................................................................................................................ 31 Bảng 2.7 - Thống kê mực nước lũ........................................................................31 Hmax(1976 – 1988) cm..........................................................................................31 Tần suất P%..........................................................................................................31 1.............................................................................................................................. 31 1,5........................................................................................................................... 31 2.............................................................................................................................. 31 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 11 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển 3.............................................................................................................................. 31 5.............................................................................................................................. 31 10............................................................................................................................ 31 20............................................................................................................................ 31 Tại Cầu Hội...........................................................................................................31 318.......................................................................................................................... 31 307.......................................................................................................................... 31 297.......................................................................................................................... 31 284.......................................................................................................................... 31 267.......................................................................................................................... 31 243.......................................................................................................................... 31 218.......................................................................................................................... 31 Tại Chính Đại........................................................................................................31 464.......................................................................................................................... 31 440.......................................................................................................................... 31 415.......................................................................................................................... 31 387.......................................................................................................................... 31 350.......................................................................................................................... 31 298.......................................................................................................................... 31 243.......................................................................................................................... 31 Tại Nga Điền..........................................................................................................31 398.......................................................................................................................... 31 380.......................................................................................................................... 31 363.......................................................................................................................... 31 343.......................................................................................................................... 31 317.......................................................................................................................... 31 280.......................................................................................................................... 31 242.......................................................................................................................... 31 ( Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Ninh Bình, Thuyết minh dự án “Hàn khẩu đê biển Bình Minh 3”, 2008)..................................................................................32 2.1.6 Đặc điểm hải văn.........................................................................................32 a. Chế độ sóng.......................................................................................................32 Đặc điểm chế độ sóng của vùng phân bố theo mùa như sau:............................32 * Mùa đông (Từ tháng XII đến tháng III) :........................................................32 Vùng ven biển cửa sông của huyện chịu tác động mạnh mẽ nhất của các hướng sóng do hệ thống gió mùa Đông Bắc gây ra, hướng sóng thịnh hành ngoài khơi là Đông Bắc với tần suất khá cao và ổn định từ 51 đến 70%. Ngược SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 12 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển lại trong bờ thịnh hành các hướng sóng Đông, Đông Nam. Cấp độ cao sóng trung bình ngoài khơi 0,5 ÷ 1,3 m và ven bờ 0,4 ÷ 0,9 m; độ cao sóng lớn nhất ngoài khơi 1,5 ÷ 6,0 m và ven bờ là 0,75 ÷ 3,0 m..................................................32 * Mùa hè (Từ tháng VI đến tháng IX).................................................................32 Hướng sóng chủ đạo ngoài khơi là Nam với tần suất cao, ổn định từ 37 ÷ 60%, và ven biển là các hướng sóng Đông Nam 24%, Nam 20%. Cấp độ sóng trung bình ngoài khơi là 0,8 ÷ 1,3 m và ven bờ 0,7 ÷ 1,2 m; độ cao sóng lớn nhất ngoài khơi 4,0 ÷ 9,0 m và ven bờ 2,6 ÷ 6,0 m. Nhìn chung trong mùa hè trị số độ cao sóng lớn hơn nhiều so với mùa đông do thường xuyên chịu ảnh hưởng của các cơn bão, áp thấp nhiệt đới và giông lốc. Dưới tác động của sóng có độ cao lớn, tạo nên áp lực sóng có trị số cao gây xói lở bờ, phá vỡ các tuyến đê xung yếu nhất là các tuyến đê quai ở các bãi bồi.................................................................32 * Mùa chuyển tiếp (các tháng từ IV – V và X- XI).............................................32 Tương tự như trường gió, sóng ngoài khơi có các hướng sóng chính là Đông Bắc và Nam, ngược lại với ven bờ là Đông và Đông Nam với cường độ có giảm nhiều so với mùa chính. Tuy nhiên do nhiễu động thời tiết xảy ra muộn như gió mùa hoặc bão sóng gió vẫn có tác động mạnh tới vùng bãi bồi của huyện........32 Tóm lại: Vùng ven biển Kim Sơn – Ninh Bình, sóng có tác động khá mạnh tới sự phân bố lại bùn cát trong sông. Song trong những ngày có gió mùa Đông Bắc thổi mạnh kéo dài và bão hoạt động, sóng lớn cộng với nước dâng luôn đe dọa các đê kè ven biển, nhất là những năm gần đây rừng ngập mặn - một tác nhân tích cực phòng hộ bờ biển và dải đồng bằng ven biển bị chặt phá nghiêm trọng để xây dựng các đầm nuôi thuỷ sản thì mức độ phá huỷ của sóng càng gia tăng. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) ..................................................................................................32 b. Nước dâng.........................................................................................................32 Bãi bồi Bình Minh – Kim Sơn thuộc bãi bồi vùng ven biển cửa sông Đồng bằng sông Hồng, trong mùa đông dưới tác động của gió mùa Đông Bắc có tốc độ cao và thổi ngoài khơi vịnh Bắc bộ, khu vực này thường xuyên xảy ra hiện tượng nước dâng. Nhưng nhờ có địa hình bờ biển lồi nên cũng ít có khả năng nước dâng cao. Phân tích các kết quả quan trắc mực nước cho thấy, trị số nước dâng do gió mùa Đông Bắc ở ven biển cửa sông đồng bằng sông Hồng không cao, trung bình khoảng 25 ÷ 30 cm.......................................................................33 Nước dâng trong bão là mối nguy hiểm rất lớn đối với vùng ven biển Bình Minh, nước dâng gây ngập úng và phá huỷ các công trình dân sinh kinh tế. Nhất là trong những năm gần đây phong trào nuôi tôm phát triển mạnh tại khu vực giữa đê Bình Minh 2 và Bình Minh 3. Các số liệu quan trắc mực nước SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 13 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển trong hơn 30 năm qua trong khu vực cho thấy, nướcdâng do bão có thể đạt và vượt 2,0 m. Tuy nhiên đó chưa phải là giá trị cực đại bởi hầu hết các trường hợp nước dâng quan trắc được ở đây chưa xảy ra vào thời điểm mực nước triều cường và bão mạnh nhất. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) .......................................................33 c. Chế độ thuỷ triều...............................................................................................33 Khu vực nghiên cứu là khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều, chế độ nhật triều khá thuần nhất. Biên độ dao động tối đa 3,0 ÷ 3,5 m, trung bình 1,7 ÷ 1,9 m và tối thiểu 0,3 ÷ 0,5 m. Mực nước triều lớn nhất nhiều năm có thể đạt tới 4,0 m............................................................................................................33 Hàng tháng trung bình có hai kỳ nước lớn, mỗi kỳ kéo dài từ 11 đến 13 ngày với biên độ dao động ngày đêm từ 1,5 đến 3,0 m và giữa chúng là các kỳ nước kém, mỗi kỳ kéo dài 2 đến 3 ngày với biên độ dao động nhỏ từ 0,5 ÷ 0,8 m. ....33 Do mạng lưới sông ngòi chằng chịt, độ dốc đáy sông nghiêng về phía biển nên càng vào sâu trong sông, độ lớn thuỷ triều càng giảm. Tốc độ truyền triều trung bình của vùng khoảng 15 ÷ 20 km/h, càng vào sâu tốc độ truyền càng giảm. (Nguyễn Văn Cư, Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Viêt Nam, Viện Khoa học và công nghệ) ..................................................................................................33 2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Kim Sơn ............................................33 2.2.1 Đặc điểm xã hội ..........................................................................................33 Kim Sơn là huyện đứng thứ nhất tỉnh Ninh Bình về dân số, và được đánh giá là huyện có nguồn lao động dồi dào. Tính đến năm 2006 dân số của huyện là 172.399 người với mật độ 808 người/km2, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên lên tới 11,2%. Trong đó số người tham gia lao động là 103.207 người (theo Niên giám thống kê huyện Kim Sơn năm 2006. Cục thống kê Ninh Bình,tháng 8-2007). Tuy nhiên dân trí của huyện còn thấp, vì vậy việc sắp xếp giải quyết việc làm cho lao động địa phương gặp nhiều khó khăn. Trong những năm gần đây tỷ lệ thất nghiệp của huyện tăng, chủ yếu phải đi làm tại các vùng miền xa trong nước. ....................................................................................................................... 34 2.2.2 Đặc điểm kinh tế huyện Kim Sơn ..............................................................34 Nền kinh tế của huyện Kim Sơn có 3 thế mạnh: ...............................................34 - Kinh tế nông nghiệp giữ vị trí quan trọng, chiếm gần 1/3 tổng sản lượng lúa của tỉnh Ninh Bình. ...............................................................................................34 - Ngành thủ công nghiệp truyền thống sản xuất hàng chiếu cói, thảm đan, hàng mỹ nghệ có giá trị hàng hóa lớn...................................................................34 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 14 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển - Vùng kinh tế biển đã và đang được đầu tư khai thác, đây là một vùng có tiềm năng để phát triển thành một vùng sản xuất hàng hóa phong phú và đa dạng......................................................................................................................... 34 * Ngành nông nghiệp ...........................................................................................34 Kim Sơn là một huyện nông nghiệp, cùng với Hải Hậu (Nam Định) và Tiền Hải (Thái Bình) là những đơn vị đầu tiên đạt năng suất lúa 5 tấn/ha. Huyện có 12.933,7 ha đất nông nghiệp. Giá trị sản xuất đạt 420.842 triệu đồng chiếm 28,65% cơ cấu kinh tế trong năm 2008. Trong đó giá trị sản xuất của trồng trọt : 300.176 triệu đồng, chăn nuôi: 103.659 triệu đồng, dịch vụ nông nghiệp: 16.171 triệu đồng....................................................................................................34 Diện tích các loại cây trồng như sau:..................................................................34 Bảng 2.8 - Diện tích các loại cây trồng huyện Kim Sơn ( ha)...........................34 Cây hàng năm........................................................................................................34 Cây lâu năm...........................................................................................................34 Lúa......................................................................................................................... 34 Ngô......................................................................................................................... 34 Cây CN................................................................................................................... 34 Cây hàng năm khác...............................................................................................34 Cây ăn quả.............................................................................................................34 Cây lâu năm khác..................................................................................................34 16.284..................................................................................................................... 34 149.......................................................................................................................... 34 871.......................................................................................................................... 34 1.117....................................................................................................................... 34 123.......................................................................................................................... 34 9.............................................................................................................................. 34 (Cục thống kê Ninh Bình, Niên giám thống kê huyện Kim Sơn năm 2006, tháng 8-2007)..........................................................................................................35 Tổng hợp theo tài liệu thu được cho thấy diện tích trồng cây nông nghiệp trong những năm gần đây đang có xu hướng giảm, nhưng năng suất tăng cao do đó sản lượng các cây lương thực vẫn xu hướng tăng.....................................35 * Ngành nuôi trồng thuỷ sản................................................................................35 Huyện có đường bờ biển dài, điều kiện địa hình thuận lợi cho khai thác và nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt trong những năm gần đây ngành nuôi trồng thuỷ sản đã và đang được huyện chú trọng phát triển. Do vậy nuôi trồng thuỷ sản của huyện đang có xu hướng tăng cả về diện tích và sản lượng. Diện tích nuôi trồng thuỷ sản năm 2006 đạt 2.946 ha, với sản lượng nuôi trồng đạt 4.176 tấn, SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 15 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển sản lượng khai thác đạt 2.270 tấn chủ yếu là cá, tôm và các loại thuỷ sản khác. Doanh thu từ thuỷ sản đạt 14,95% kinh tế huyện...............................................35 * Các ngành tiểu thủ công nghiệp........................................................................35 Kim Sơn là một trong những địa phương nổi tiếng với các làng nghề dệt cói, mây tre đan xuất khẩu với nhiều doanh nghiệp tư giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động tại địa phương. Tuy nhiên từ năm 2005 tới nay số lượng và quy mô các doanh nghiệp đang có xu hướng thu nhỏ, diện tích trồng cói giảm, lao động địa phương chuyển sang các hoạt động kinh tế khác: dịch vụ, nông nghiệp, thuỷ sản và kết hợp làm nghề tiểu thủ công nghiệp như 1 nghề phụ, tăng thêm thu nhập................................................................................................35 * Ngành công nghiệp.............................................................................................35 Công nghiệp của vùng chủ yếu gồm công nghiệp khai thác: khai thác than, khai thác đá và công nghiệp chế biến. Sản phẩm công nghiệp chủ yếu: đá khai thác, xay sát gạo, gạch đỏ, ngói xi măng, sản phẩm gỗ (giường, tủ, bàn ghế…)35 Trong những năm gần đây giá trị sản xuất của công nghiệp huyện có xu hướng phát triển, năm 2006 đạt 309.129 triệu đồng đóng góp 21.12% kinh tế huyện....................................................................................................................... 35 * Ngành du lịch......................................................................................................35 Bảng 4.1 - Mực nước trung bình, Mực nước triều cực đại, cực tiểu, và cực trị thiên văn tại trạm Lạch Trường (19053, 105056)................................................45 MNTB (cm)............................................................................................................45 Cực trị dự báo theo chu kỳ 19 năm......................................................................45 Ngày,tháng, năm...................................................................................................45 Max(cm)................................................................................................................. 45 Ngày,tháng, năm...................................................................................................45 Min(cm).................................................................................................................. 45 184.......................................................................................................................... 45 23/12/1987..............................................................................................................45 341.......................................................................................................................... 45 04/07/1989..............................................................................................................45 -9............................................................................................................................. 45 (Hướng dẫn thiết kế đê biển,Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 130 – 2002, 2002)......45 * Tính toán chiều cao sóng nước sâu theo hàm phân bố Weibull......................46 5.5. Kết cấu chân khay.............................................................................................77 5.5.1 Lựa chọn kết cấu chân khay bảo vệ mái phía biển..........................................77 5.5.2 Tính toán kết cấu chân khay..............................................................................79 6.1.2 Kết quả tính ổn định mái đê theo phần mềm Geo - Slope/W V.6.....................88 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 16 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển CHƯƠNG 7................................................................................................................ 93 SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 17 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của Th.S Nguyễn Thị Thế Nguyên và Th.S Nguyễn Quang Lương, cùng các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển - trường Đại học Thủy lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp, với đề tài: “Thiết kế đê Bình Minh 3, huyện Kim Sơn – tỉnh Ninh Bình”. Qúa trình làm đồ án tốt nghiệp, đã giúp em hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tế, làm quen với công việc của một kỹ sư thiết kế công trình biển. Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù đã cố gắng nhưng trong đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp có thể xảy ra, giới hạn nghiên cứu còn hạn hẹp. Bên cạnh đó trong quá trình tính toán và lựa chọn phương án thiết kế, do còn hạn chế về kiến thức và hiểu biết thực tế nên trong đồ này không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn, của các thầy cô giáo, giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng cao. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Biển, Cán bộ Chi cục Quản lý Đê điều và Phòng chống lụt bão tỉnh Ninh Bình, Cán bộ, nhân dân hai xã Kim Đông, Kim Trung nơi em về thực tế trong thời gian thực tập tốt nghiệp, đặc biệt là Th.S Nguyễn Thị Thế Nguyên và Th.S Nguyễn Quang Lương đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 8 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực hiện Vũ Thị Hiền SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ký hiệu MNTK MNTB Atr.Max α β γ, γB ρ, ρb δd δb g m T P d Q V Ru2% hnd Hs Hs1% L0 Tp H0 Zđđ 18 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ý nghĩa Mực nước thiết kế Mực nước trung bình Biên độ triều max Góc nghiêng giữa mái đê và đường nằm ngang Góc giữa đường bờ với hướng sóng tới Trọng lượng riêng của nước, của vật liệu Khối lượng riêng của nước, của vật liệu Chiều dày lớp gia cố bằng đá hộc Chiều dày lớp gia cố bằng bê tông Gia tốc trọng trường Hệ số mái dốc m =cotgα Chu kỳ sóng Tần suất Chiều sâu nước Lưu lượng dòng chảy Vận tốc dòng chảy Chiều cao sóng leo Chiều cao nước dâng Chiều cao sóng trước chân công trình Chiều cao sóng có tần suất tích luỹ là 1% Chiều dài sóng nước sâu Chu kỳ đỉnh phổ sóng Chiều cao sóng nước sâu Cao trình đỉnh đê Đơn vị m m m Độ Độ T/m3 KG/m3 m m m/s2 s m m 3 m /s.m m/s m m m m m s m m B Bề rộng mặt đê m Hb Chiều cao sóng vỡ m db Độ sâu sóng vỡ m γβ Hế số chiết giảm do hướng sóng tác dụng lên mái γν Hệ số ảnh hưởng do tường đứng trên mái đê γf Hệ số ảnh hưởng do độ nhám mái đê γb Hệ số ảnh hưởng của cơ α Góc nghiêng quy đổi của mái công trình qd q Lưu lượng tràn trung bình trên mỗi mét chiều dài công trình ξ0 Chỉ số đồng dạng sóng vỡ G Trọng lượng của cấu kiện bảo vệ mái P Áp lực SVTH: Vũ Thị Hiền m3/s/m kg KN/m2 Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư K 19 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển Các hệ số an toàn (trong tính toán ổn định công trình) SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 20 Chuyên ngành: Kỹ thuật Bờ Biển PHẦN 1 MỞ ĐẦU SVTH: Vũ Thị Hiền Lớp: 46B