1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng cơng trình thủy đề tài:
“Nghiên cứu ổn định mái hạ lưu đê biển trong trường hợp sóng và triều cường
tràn qua và đề xuất giải pháp khắc phục" được hồn thành với sự giúp đỡ tận tình
của các Thầy giáo, Cơ giáo trong Khoa Cơng trình, Phịng đào tạo đại học và sau
đại học, Bộ môn thủy công Trường đại học Thủy lợi cùng các bạn bè và đồng
nghiệp.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cơ giáo, Gia đình, Bạn bè & Cơ
quan đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
tốt nghiệp. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn đến GS.TS Ngơ Trí Viềng, NCS
Hồng Việt Hùng, NCS Nguyễn Văn Thìn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều
kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và năng lực nghiên
cứu cịn nhiều hạn chế, vì vậy cuốn luận văn này chắc chắn cịn nhiều thiếu sót, tác
giả kính mong Thầy giáo, Cơ giáo, Bạn bè và Đồng nghiệp góp ý để tác giả có thể
tiếp tục học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 28 tháng 9 năm 2011
Tác giả

Nguyễn Việt Hưng

Luận văn Thạc sĩ


2

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 8

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................. 8
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.................................................................... 9
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................. 9
4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ................................................................................................. 9
5. NỘI DUNG .................................................................................................................. 10
CHƯƠNG 1 ........................................................................................................................ 12
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN Ở VIỆT NAM ...................... 12
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN Ở VIỆT NAM .................. 12
1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG Ở VIỆT NAM ................................................................. 15
1.2.1. Đặc điểm khí tượng ........................................................................................... 15
1.2.2. Đặc điểm thủy văn ............................................................................................. 16
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG, CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG... 17
1.4. KHÁI QUÁT VỀ CÁC SỰ CỐ GÂY PHÁ HOẠI ĐÊ BIỂN .................................... 19
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .......................................................................................... 21
CHƯƠNG 2 ........................................................................................................................ 24
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRƯỜNG HỢP SÓNG VÀ TRIỀU CƯỜNG TRÀN QUA ĐÊ
............................................................................................................................................. 24
2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THƠNG SỐ SĨNG NGỒI KHƠI............... 24
2.1.1. Giới thiệu chung ................................................................................................ 24
2.1.2. Các phương pháp đơn giản tính sóng ngồi khơi .............................................. 24
2.2. CÁC MƠ HÌNH SỐ TRỊ ĐỂ TÍNH TỐN LAN TRUYỀN SĨNG TỪ VÙNG
NƯỚC SÂU VÀO VÙNG NƯỚC NƠNG....................................................................... 26
2.2.1. Giới thiệu chung ................................................................................................ 26
2.2.2. Các mơ hình phân giải pha ................................................................................ 27
2.2.3. Các mơ hình trung bình pha cho sóng nước sâu ................................................ 28
2.2.4. Các mơ hình trung bình pha cho sóng nước nơng ............................................. 29
2.3. NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN TRONG ĐIỀU KIỆN BÃO VÀ
TRIỀU CƯỜNG .............................................................................................................. 30
Luận văn Thạc sĩ



3
2.3.1. Sóng tràn và lượng sóng tràn trung bình............................................................ 30
2.3.2. Lượng tràn cho phép .......................................................................................... 31
2.3.3. Các tham số chi phối sóng tràn .......................................................................... 31
2.3.4. Nghiên cứu trên mơ hình vật lý về lưu lượng sóng tràn trung bình................... 35
2.3.5. Sóng tràn qua đê mái dốc ................................................................................... 36
2.3.6. Cơng thức tính tốn có dạng tương tự như TAW (2002) .................................. 40
2.3.7. Các tham số chiết giảm sóng tràn qua đê........................................................... 42
2.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU SĨNG TRÀN ............................................................................... 49
2.5. MƠ HÌNH TỐN SĨNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN .................................................... 50
CHƯƠNG 3 ........................................................................................................................ 53
NGHIÊN CỨU XĨI MÁI CỎ PHÍA ĐỒNG ĐÊ BIỂN DO SÓNG TRÀN
TRONG BÃO VÀ TRIỀU CƯỜNG ................................................................................ 53
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................................................. 53
3.2. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN GIA CỐ MÁI HẠ LƯU ..................................................... 54
3.2.1. Gia cố mái hạ lưu bằng vật liệu consolid........................................................... 54
3.2.2. Gia cố mái hạ lưu bằng trồng cỏ ........................................................................ 55
3.3. MƠ HÌNH VẬT LÝ VỀ KHẢ NĂNG CHỊU XĨI CỦA MÁI ĐÊ PHÍA ĐỒNG
DƯỚI TÁC DỤNG CỦA SĨNG TRÀN ......................................................................... 57
3.4. MƠ HÌNH HĨA XĨI MÁI TRONG ĐÊ BIÊN MÁI CỎ .......................................... 63
3.4.1. Cơ sở chung ....................................................................................................... 63
3.4.2. Mơ hình kinh nghiệm ......................................................................................... 63
3.4.3. Mơ hình số trị .................................................................................................... 64
CHƯƠNG 4 ........................................................................................................................ 68
ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐỂ BIỂN GIAO THỦY, NAM ĐỊNH ..................... 68
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG TRÌNH ............................................................... 68
4.1.1. Một số điều kiện chung ...................................................................................... 68
4.1.2. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................. 70
4.1.3. Hệ thống đê biển ................................................................................................ 72

4.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TỐN PHÂN TÍCH CƠ CHẾ XĨI MÁI ĐÊ PHÍA ĐỒNG
Ở GIAO THUỶ - NAM ĐỊNH ......................................................................................... 75
4.2.1 Mơ hình số trị ...................................................................................................... 75
4.2.2. Giới thiệu về chương trình BREID .................................................................... 77
Luận văn Thạc sĩ


4
4.2.3. Các bước thực hiện ............................................................................................ 78
4.3. PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH TỐN PHÂN TÍCH CƠ CHẾ XĨI MÁI ĐÊ PHÍA ĐỒNG
Ở GIAO THUỶ - NAM ĐỊNH CĨ TÍNH ĐẾN HIỆU ÍCH KINH TẾ............................. 86
4.3.1. Phân tích cơ chế xói mái đê phía đồng .............................................................. 86
4.3.2. Tổng dự tốn tính tốn trong mỗi trường hợp ................................................... 88
CHƯƠNG 5 ........................................................................................................................ 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 92
5.1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC............................................................................. 92
5.2. NHỮNG TỒN TẠI TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN LUẬN VĂN ................... 93
5.3. NHỮNG KIẾN NGHỊ VỀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ........................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 95

Luận văn Thạc sĩ


5

MỤC LỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Một số hình ảnh phá hoại mái đê ........................................................................ 21
Hình 2-1: Cân bằng năng lượng phổ của 1 thể tích kiểm tra ............................................... 28
Hình 2-2: Sóng tràn qua đỉnh đê .......................................................................................... 30
Hình 2-3: Lượng tràn trung bình cho phép (CEM-US, 2002) ............................................. 32

Hình 2-4: Các dạng sóng vỡ: nhảy vỡ và dâng vỡ ............................................................... 34
Hình 2-5: Xác định độ dốc mái đê quy đổi trong trường hợp mái phức hợp (có cơ ngồi,
theo TAW, 2002) ........................................................................................................ 39
Hình 2-6: Số liệu sóng tràn với kết cấu hình học đê và điều kiện sóng khác nhau
(TAW, 2002) ............................................................................................................... 39
Hình 2-7: Sơ đồ bố trí cơ ngồi và các thơng số hình hình học của cơ ............................... 43
Hình 2-8: ảnh hưởng của cơ đê (bề rộng và độ sâu cơ) đến việc giảm sóng tràn ................ 44
Hình 2-9: ảnh hưởng của sóng tới xiên góc tới sự chiết giảm sóng tràn qua đê .................. 46
Hình 2-10: Xác định độ dốc mái đê quy đổi khi có tường đỉnh .......................................... 47
Hình 2-11: Sự thay đổi hình dạng phổ sóng do ảnh hưởng của bãi nơng............................ 48
Hình 2-12: Kết quả so sánh lưu lượng tràn trung bình giữa mơ hình và tài liệu thực nghiệm
(Tuan and Oumeraci, 2008)........................................................................................ 52
Hình 3-1: Đường cong chịu xói của cỏ gia cố mái đê là hàm số của lưu tốc giới hạn chịu
xói và thời gian dòng chảy tràn (theo Hewlett et al. 1987) ........................................ 57
Hình 3-2: Khái niệm lớp áo cỏ (Muijs, 1999) ..................................................................... 58
Hình 3-3: Phân loại mái cỏ theo VTV 2006 (Hà Lan)......................................................... 58
Hình 3-4: Thí nghiệm hiện trường sức chịu xói của mái cỏ ở Hà Lan năm 1970 (theo Bos,
2006 ) .......................................................................................................................... 59
Hình 3-5: Nguyên lý của máy xả sóng (wave overtopping simulator, Van der Meer, 2006)
.................................................................................................................................... 60
Hình 3-6: Kết quả thí nghiệm máy xả sóng (Akkerman và cộng sự, 2007), q = 50 l/s/m, xói
mái cỏ xuất phát từ một điểm hư hỏng nhân tạo ban đầu kích thước 5cm x 1m x 1m
.................................................................................................................................... 61

Luận văn Thạc sĩ


6
Hình 3-7: Kết quả thí nghiệm máy xả sóng, q = 75 l/s/m, cho thấy hố xói lớn nhất xuất hiện
tại vị trí chuyển tiếp với phương ngang (chân đê) (Akkerman và cộng sự, 2007) ..... 61

Hình 3-8: Thí nghiệm máy xả sóng cho đê biển Đồ Sơn - Hải Phịng, Nam Định ............. 62
Hình 3-9: Đường cong ổn định của mái cỏ (Van den Bos, 2006) ....................................... 64
Hình 3-10: Kết quả kiểm định mơ hình với thí nghiệm máy xả sóng (Akkerman và cộng
sự, 2007), q = 50 l/s/m, xói mái cỏ xuất phát từ một điểm hư hỏng nhân tạo ban đầu
kích thước 5cm x 1m x 1m ......................................................................................... 66
Hình 3-11: Kết quả kiểm định mơ hình với thí nghiệm máy xả sóng, mái đất sét
(Akkerman và cộng sự, 2007), lưu lượng trung bình qmax = 10 l/s/m ...................... 67
Hình 3-12: Mơ phỏng xói mái cỏ đồng nhất cho thấy hố xói lớn nhất ở chân (a) cỏ chất
lượng trung bình q = 112 l/s/m (b) cỏ chất lượng kém q = 50l/s/m ......................... 67
Hình 4-1: Bản đồ tỉnh Nam Định......................................................................................... 68
Hình 4-2: Một đoạn đê biển Giao Thủy - Nam Định........................................................... 70
Hình 4-3: Tuyến đê biển Giao Thủy - tỉnh Nam Định......................................................... 75
Hình 4-4: Phân bố lưu tốc dịng chảy sóng tràn trên mái .................................................... 76
Hình 4-5: Giao diện chương trình Breid .............................................................................. 78
Hình 4-6: Cấu tạo hình học và lớp phủ mái đê .................................................................... 79
Hình 4-7: Hình dạng và đường đi của một con sóng số ...................................................... 80
Hình 4-8: Biến đổi mực nước tại một vị trí trên mái (t=1h40’ đến 4h trong bão) ............... 81
Hình 4-9: Kết quả mơ hình xói tại chân đê biển theo thời gian ........................................... 82
Hình 4-10: Kết quả mơ hình xói tại mái phía đồng đê biển theo thời gian ......................... 82
Hình 4-11: Xói với mái tiêu chuẩn ...................................................................................... 83
Hình 4-12: Xói do mái cỏ hư hỏng ...................................................................................... 83
Hình 4-13: Xói tại vị trí lớp cỏ mỏng .................................................................................. 84
Hình 4-14: Xói do lớp đất sét khơng đều ............................................................................. 84
Hình 4-15: Xói mái cho trường hợp lớp cỏ chất lượng trung bình ...................................... 85
Hình 4-16: Quan hệ giữa hệ số mái và khả năng chịu xói, tổng mức đầu tư cơng trình ..... 90

Luận văn Thạc sĩ


7


MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2-1: Tiêu chuẩn sóng tràn (Eurotop, 2007) .................................................................. 31
Bảng 2-2: Các tham số cơ bản chi phối tính chất sóng tràn qua đê ...................................... 33
Bảng 2-3: Các hệ số thực nghiệm trong công thức Owen (1980) cho đê mái nhẵn.............. 37
Bảng 2-4: Nghiên cứu sóng tràn qua đê mái dốc .................................................................. 40
Bảng 2-5: Chiết giảm sóng tràn do ảnh hưởng của độ nhám mái kè (TAW, 2002) ............. 42
Bảng 4-1: Các tham số tính tốn cho module sóng tràn........................................................ 79
Bảng 4-2: Các tham số dùng để tính tốn xói mái cỏ ........................................................... 80
Bảng 4-3: Các trường hợp tính tốn ...................................................................................... 81
Bảng 4-4: Kết quả tính tốn xói mái cỏ (đoạn trên mái) ....................................................... 85
Bảng 4-5: Kết quả tính tốn xói mái cỏ (vị trí chân mái)...................................................... 88
Bảng 4-6: Tổng mức đầu tư xây dựng cơng trình với các trường hợp hệ số mái ................. 89

Luận văn Thạc sĩ


8

MỞ ĐẦU
Đê biển chiếm vị trí quan trọng để bảo vệ tài sản, tính mạng nhân dân các
vùng ven biển, vùng bãi, góp phần to lớn phát triển kinh tế, ổn định đời sống xã hội
đặc biệt ở nước ta có hệ thống đê biển ở hầu khắp các tỉnh trải dài từ Bắc vào Nam.
Ở nước ta, đê biển thường được xây dựng bằng vật liệu địa phương, đê được xây
dựng rất phổ biến ở nhiều vùng đồng bằng ven biển và chủ yếu có cơng nghệ xây
dựng đơn giản do đặc điểm về mức độ an toàn, kinh tế và đảm bảo vệ sinh môi
trường xây dựng. Đê có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với độ lún
của nền, ít bị nứt nẻ gây phá hoại …Do các đặc tính ưu việt đó cũng như tính chất
cấp thiết của loại hình cơng trình đê nên đã và ngày càng được phổ biến rộng rãi ở
nước ta cũng như trên thế giới.

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong thời gian gần đây bằng nguồn vốn vay của nước ngồi: ADB, WB, ...
vốn trái phiếu Chính Phủ một số cơng trình đê biển đã và đang được đầu tư xây
dựng với yêu cầu tiến độ gấp rút; trong khi đó lại gặp vấn đề phức tạp về điều kiện
ngoại cảnh như bão, lũ, ... dẫn đến nhiều nguy cơ tiềm ẩn. Đặc biệt trong những
năm gần đây, điều kiện môi trường ngày càng cho thấy rõ rệt ảnh hưởng của hiệu
ứng nhà kính dẫn đến sự tăng lên của mực nước biển hàng năm.
Hàng loạt các cơng trình đê mất ổn định do vấn đề tràn mặt gây nên dẫn đến
phá hoại cơng trình gây tổn thất to lớn về người và của. Hiện nay, các vấn đề xử lý
chống tràn mặt cho các cơng trình đê biển đã được nghiên cứu và ứng dụng khá phổ
biến ở Việt Nam, tuy nhiên mỗi phương pháp thường chỉ phù hợp và mang lại
những hiệu quả nhất định ứng với từng kiểu cấu trúc cơng trình. Do đó việc nghiên
cứu các biện pháp chống tràn mặt cho các cơng trình đê biển là vấn đề hết sức cấp
bách và có ý nghĩa khoa học, thực tiễn.
Để giải quyết được các vấn đề cấp bách đã đặt ra, đề tài tập trung nghiên cứu
các biện pháp xử lý ổn định mái hạ lưu đê biển khi sự cố tràn mặt xảy ra. Tính tốn
ổn định cho cơng trình cụ thể khi có sự cố, trên cơ sở đó phân tích những ưu nhược
Luận văn Thạc sĩ


9
điểm của mỗi phương pháp từ đó kiến nghị biện pháp xử lý ổn định hữu hiệu đảm
bảo an toàn và kinh tế.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu các biện pháp gia cố bảo vệ mái hạ lưu đê biển khi có sóng tràn
qua;
- Tìm giải pháp thích hợp nhất;
- Ứng dụng vào đê biển Việt Nam.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
+ Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về sóng và triều cường tràn qua đê

+ Điều tra, khảo sát, thống kê thực tế
+ Sử dụng mơ hình tính tốn và phần mềm hiện đại.
4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
+ Tổng quan về tình hình xây dựng đê biển ở Việt Nam trong các mối liên
quan đến các điều kiện khách quan về điều kiện thiên nhiên: khí tượng, thủy văn, ...
và các mối liên quan đến các điều kiện chủ quan về: công nghệ thi công, điều kiện
vật liệu xây dựng. Từ đó khái quát được các trường hợp phá hoại cơ bản đối với đê
biển.
+ Đưa ra các cơ sở lý thuyết cho trường hợp sóng và triều cường tràn qua đê
gồm: (i) - Các phương pháp tính tốn thơng số sóng ngồi khơi; (ii) - Các mơ hình
số trị để tính tốn lan truyền sóng từ vùng nước sâu vào vùng nước nơng; (iii) Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển trong điều kiện có bão và triều cường. Trình bày
được các cơ sở dữ liệu sóng tràn và mơ hình tốn sóng tràn qua đê biển.
+ Nghiên cứu xói mái cỏ phía đồng đê biển do sóng tràn trong bão và triều
cường, nêu một số phương án gia cố mái hạ lưu đê biển, nêu các mơ hình vật lý về
khả năng chịu xói của mái đê phía đồng dưới tác động của sóng tràn. Từ đó nêu
được mơ hình hóa các trường hợp xói mái đê biển hạ lưu được gia cố bằng loại hình
trồng cỏ.
Luận văn Thạc sĩ


10
+ Ứng dụng để tính tốn cho trường hợp mái cỏ hạ lưu đê biển ở huyện Giao
Thủy, tỉnh Nam Định. Giới thiệu được tổng quan về cơng trình cần nghiên cứu, ứng
dụng mơ hình tính tốn (nêu trong chương 3) để phân tích cơ chế xói mái đê phía
đồng đối với tuyến đê biển huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định. Phát triển mơ hình
tốn phân tích cơ chế xói mái đê phía đồng của bài tốn xem xét có tính đến hiệu
ích kinh tế, tìm ra được điểm hiệu quả về mặt kinh tế và đảm bảo được yêu cầu kỹ
thuật chun mơn.
5. NỘI DUNG
Mở đầu:

- Tính cấp thiết của đề tài
- Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Phương pháp nghiên cứu
- Kết quả đạt được
- Nội dung luận văn
Chương 1: Tổng quan về tình hình xây dựng đê biển ở Việt Nam
- Tổng quan về tình hình xây dựng đê biển ở Việt Nam
- Đặc điểm khí tượng, thủy văn ở Việt Nam
- Điều kiện vật liệu xây dựng, công nghệ xây dựng
- Khái quát về các sự cố gây phá hoại đê biển
- Kết luận chương 1
Chương 2: Cơ sở lý thuyết trường hợp sóng và triều cường tràn qua đê
- Các phương pháp tính tốn thơng số sóng ngồi khơi
- Các mơ hình số trị để tính tốn lan truyền sóng từ vùng nước sâu vào
vùng nước nơng
- Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển trong điều kiện bão và triều cường
- Cơ sở dữ liệu sóng tràn
- Mơ hình tính tốn sóng tràn qua đê biển
Chương 3: Nghiên cứu xói mái cỏ phía đồng đê biển do sóng tràn trong bão và
triều cường
Luận văn Thạc sĩ


11
- Giới thiệu chung
- Một số phương án gia cố mái hạ lưu
- Mơ hình vật lý về khả năng chịu xói của mái đê phía đồng dưới tác
dụng của sóng tràn
- Mơ hình hóa xói mái trong đê biển mái cỏ
Chương 4: ứng dụng tính tốn cho đê biển Giao Thủy, Nam Định

- Giới thiệu chung về cơng trình
- Ứng dụng mơ hình tốn phân tích cơ chế xói mái đê phía đồng ở Giao
Thủy, Nam Định
- Phát triển mơ hình tốn phân tích cơ chế xói mái đê phía đồng ở Giao
Thủy, Nam Định có tính đến hiệu ích kinh tế
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
- Những kết quả đạt được
- Những tồn tại trong quá trình thực hiện luận văn
- Những kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục mặt cắt điển hình các phương án thiết kế đê biển Giao Thủy, Nam
Định
- Phụ lục các phương án tổng mức đầu tư xây dựng cơng trình.

Luận văn Thạc sĩ


12
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN Ở VIỆT NAM
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN Ở VIỆT NAM
Cơng trình đê, kè biển được xây dựng nhằm bảo vệ dân cư, kinh tế, môi
trường, ... phía trong đất liền khỏi ngập lụt, biển lấn, ... dưới sự tác động của các
yếu tố thủy động lực học như sóng, nước dâng, ngập lụt. Để đảm bảo được các chức
năng theo yêu cầu thì độ cao của cơng trình hay độ vượt cao của đỉnh cơng trình
phía trên mực nước biển tính tốn (cũng gọi là độ lưu không của đỉnh đê) là một
tham số thiết kế quan trọng.
Việt Nam có gần 2.000 km đê biển từ Quảng Ninh đến Kiên Giang, được thiết
kế chịu được gió bão cấp 9 với mức triều trung bình. Do xây dựng từ những năm 60
của thế kỷ trước, lại không được tu bổ thường xuyên nên nhiều đoạn đã xuống cấp

nghiêm trọng. Gần đây nhất, trong cơn bão số 7 xảy ra cuối tháng 9/2005, một số
đoạn đê của Hải Phịng, Nam Định, Thanh Hóa đã vỡ tung.
Trong hơn 2.000 km đê biển cả nước, hệ thống đê biển kéo dài 683 km từ
Quảng Ninh đến Quảng Nam hầu như thường xuyên phải chịu các tác động trực tiếp
do sóng lớn, mưa bão. Trước đó, Bộ Nơng nghiệp đã trình Chính phủ đề án nâng
cấp tồn diện hệ thống đê biển. Giai đoạn 1 từ Quảng Ninh đến Quảng Ngãi, giai
đoạn 2 từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang. Tổng kinh phí 10.000 tỷ đồng cho mỗi giai
đoạn, thời gian thực hiện 5 năm.
Hệ thống đê biển Việt Nam: Yếu ớt, mỏng manh trước bão lũ. Cứ mỗi mùa
mưa đến, người dân vùng ven biển lại sống trong cảnh "sinh tử", buộc phải đối mặt
mới bão lũ, nước biển dâng. Sự mênh mông của trời, biển tỷ lệ nghịch với sự nhỏ
bé, yếu ớt của con người và chính con đê quai trước biển. Không lo lắng sao được,
khi mà hệ thống đê biển luôn bị đe doạ trước mưa, gió, bão và nước biển.
Theo cảnh báo mới nhất của Liên hợp quốc, Việt Nam là nước chịu ảnh hưởng
nghiêm trọng nhất của hiện tượng nước biển dâng. Theo tính tốn của các nhà khoa
học thì mực nước biển tăng 1m sẽ thiệt hại về kinh tế lên tới 1,7 tỷ USD; 1/5 dân số
mất nhà cửa; 12,3% diện tích trồng trọt sẽ biến mất và 40.000 km2 diện tích đất
đồng bằng, 17km2 diện tích bờ biển ở khu vực các tỉnh thuộc lưu vực sông Mê
Luận văn Thạc sĩ


13
Kông sẽ phải chịu tác động của những trận lũ ở mức độ khơng thể dự đốn được
trước. Các nhà khoa học khẳng định, đó là dự báo nhưng cũng là căn cứ để chúng ta
củng cố và nâng cấp hệ thống đê biển một cách chuyên nghiệp.
Thực tế, các tuyến đê biển từ Quảng Ninh tới Quảng Nam đang ở trong tình
trạng "một mất, một cịn". Hệ thống đê biển này đang phải đối mặt với những cái
thiếu và yếu như: bề rộng nhỏ, trung bình chỉ từ 3-4m, trong khi tiêu chuẩn là 55,5m. Thậm chí đoạn đê Hoàng Tân ở Quảng Ninh chỉ chưa rộng được 2m. Chất
lượng đê kém, bởi nguyên liệu làm đê là đất. Có những địa phương, đất cát pha có
độ chua lớn, khơng trồng được cỏ, bề mặt đê nhanh bị xói mòn. Tuyến đê biển ở

Hải Hậu (Nam Định) được đắp chủ yếu bằng đất thịt có cát phủ, mái đê khơng có
bảo vệ nên thường xun bị xói mịn, sạt lở khi có mưa. Phần lớn đê biển của chúng
ta khơng có dải chắn sóng phía trước. Một số nơi có dải chắn sóng là rừng ngập
mặn thì lại bị người dân địa phương khai thác thuỷ sản không đúng cách nên phá
hỏng hệ sinh thái của rừng, một số nơi thì rừng ngập mặn chắn sóng bị phá huỷ để
nuôi trồng thuỷ sản... Từ Quảng Ngãi đến Kiên Giang có 518 km đê biển và 326 km
đê cửa sơng đang bị xuống cấp rất nghiêm trọng. Hệ thống đê ở khu vực trên không
được xây dựng một cách chuyên nghiệp và không được quan tâm đúng mức cho
việc gia cố thường xuyên mỗi năm. Đã vậy, đoạn đê này thường xuyên phải sống
chung với triều cường. Do công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng không chuyên
nghiệp nên phần lớn các tuyến đê biển và đê sông của chúng ta chưa thành một hệ
thống khép kín. Tại nhiều đoạn đê biển, sơng cịn thiếu cống, cầu nên chưa thể chủ
động trong việc tiêu úng, gây rất nhiều khó khăn khi bão lũ và triều cường dâng
cao.
Hàng năm, phần lớn các tỉnh có đê biển đều được Trung ương phân bổ kinh
phí và địa phương cũng dành ra một phần kinh phí trong ngân sách để tu bổ, sửa
chữa, gia cố đê biển. Song, xem ra, hệ thống đê biển Việt Nam vẫn cứ nhỏ, yếu. Cụ
thể sau năm 2005 Nam Định mới chỉ được cấp 400 tỷ đồng/1.400 tỷ được cấp để
kiên cố hoá hệ thống đê biển; Hải Phòng mới chỉ nhận được 100 tỷ/1.100 tỷ đồng
cũng với mục đích trên. Với kinh phí nhỏ giọt thì việc gia cố, sửa chữa cũng diễn ra
tương tự, manh mún, nhỏ lẻ... Đê biển vẫn cứ mỏng manh trước bão là chuyện
Luận văn Thạc sĩ


14
khơng tránh khỏi. Một phép tính: trận bão năm 2005 tàn phá nặng nề hệ thống đê
biển, nhiều nơi, đến nay vẫn đang trong tình trạng khắc phục. Nhà nước đã phải chi
nhiều nghìn tỷ để khắc phục hậu quả của trận bão. Vậy, nếu số tiền đem đi khắc
phục hậu quả đó, dùng vào việc xây dựng hệ thống đê biển chuẩn, chun nghiệp
thì chắc chắn, khi có bão, thiệt hại sẽ giảm thiểu rất nhiều, thậm chí khơng đáng kể.

Đặc biệt, chúng ta khơng cịn phải sống trong tâm trạng lo ngại mỗi khi mùa mưa
bão đến.
GS.TS Ngô Đình Tuấn - Hội Bảo vệ thiên nhiên và mơi trường Việt Nam
phân tích: Chiến lược đê biển cần xét theo quan điểm phát triển lâu bền kinh tế
vùng kết hợp hữu cơ giữa kinh tế biển và chiến lược an ninh quốc phòng. Các tuyến
đê biển cần được đầu tư củng cố, nâng cấp tạo thành tuyến khép kín. Chiều rộng
mặt đê tối thiểu từ 5-6m; thiết kế đủ điều kiện chống chọi với bão cấp 9, 10. Riêng
đê bảo vệ khu vực dân cư cần đảm bảo bão cấp 12 với mức triều cường tần suất là
5%. Ngoài ra, Chính phủ nên có quy hoạch đê biển với tầm nhìn xa từ 20 đến 50,
thậm chí là 70 năm. Có như vậy thì hệ thống đê biển mới có khả năng ứng phó với
sự biến đổi khí hậu tồn cầu, nhất là hiện tượng "biển tiến". Theo thơng tin từ Bộ
Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn, thì hiện Bộ đang nhanh chóng hồn chỉnh dự
án nâng cấp hệ thống đê biển, đê cửa sơng trình Chính phủ phê duyệt. Khi Chính
phủ phê duyệt, dự án sẽ được triển khai ngay để đáp ứng mục tiêu trước mắt và lâu
dài.
Ở Việt nam đê biển thường có cao trình đỉnh khá thấp, phổ biến từ 4.0 đến 5.5
m. Lượng sóng tràn qua đê trong điều kiện bão thiết kế là tương đối lớn, tùy từng
khu vực có thể lên tới hàng trăm lít trên giây trên một mét chiều dài đê. Sóng tràn
gây xói mái, mất ổn định mái trong dẫn đến vỡ đê là cơ chế gây hư hỏng đê phổ
biến nhất ở nước ta.
Cao trình đỉnh đê cũng như là yêu cầu về kết cấu bảo vệ mái đê đặc biệt là mái
phía trong có liên hệ mật thiết với lượng sóng tràn qua đê. Nghiên cứu sóng tràn do
vậy có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế các chi tiết cấu tạo hình học
và kết cấu của đê kè. Đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng
Luận văn Thạc sĩ


15
hiện nay thì việc xem xét tải trọng sóng tràn trong thiết kế đê biển là điều kiện thiết
yếu.

1.2. ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG Ở VIỆT NAM
1.2.1. Đặc điểm khí tượng
Nằm trong vành đai nhiệt đới gió mùa châu á, sát biển Đơng nên nước ta chịu
ảnh hưởng của gió mùa. Mùa gió bấc (mùa đơng) lạnh và khơ kéo dài từ tháng 11
đến tháng 4 năm sau xuất hiện ở miền Bắc, cịn miền Nam thì khơ hanh và khơng
lạnh. Gió mùa nồm (mùa hè) mát mẻ, nhiều mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10.
Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.600 - 1.800 mm. Bão thường xảy ra từ tháng
6 đến tháng 10.
Thời tiết có 2 mùa rõ rệt, mùa khơ và mùa mưa. Khí hậu tương đối ơn hồ. Do
nằm sát biển, về mùa khơ, thời thiết khơ thống nhiệt độ trung bình từ 120c đến 270c
và về mùa hè mát mẻ, nhiệt độ cao hơn từ 230c đến 330c. Nhiệt độ trung bình hàng
tháng từ 24 - 300C, cao nhất có khi tới 400C, thấp nhất ít khi dưới 50C. Độ ẩm trung
bình trong năm là 80% đến 85%, cao nhất là 100% vào những tháng 7, tháng 8,
tháng 9, thấp nhất là vào tháng 12 và tháng 1. Trong suốt năm có khoảng 1.692,4
giờ nắng. Bức xạ mặt đất trung bình là 117 Kcal cm/phút.
Trong năm tình hình thời tiết, thủy văn diễn biến rất phức tạp: Đầu năm khô
hạn, thiếu nước kéo dài ở các tỉnh Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và một số tỉnh cực Nam
Trung Bộ; bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông và ảnh hưởng trực
tiếp đến nước ta, quỹ đạo di chuyển và cường độ thay đổi bất thường; mưa lớn trên
diện rộng và kéo dài nhiều ngày thường gây ra nhiều đợt lũ lụt, mực nước trên
nhiều sông, suối; ngập úng trong những năm gần đây nghiêm trọng kéo dài ở Trung
Bộ, Tây Nguyên và Bắc Bộ. Chính vì sự bất thường của thời tiết và thủy văn nước
ta bị thiệt hại rất lớn về kinh tế.
Hàng năm xảy ra khoảng 28 đợt không khí lạnh. Số đợt nắng nóng trên diện
rộng khoảng 16 đợt. Trên phạm vi cả nước xảy ra khoảng 23 đợt mưa vừa, mưa to
diện rộng. Số lượng bão hoạt động trên khu vực Tây Bắc Thái bình Dương trung
bình là 25 cơn và 3 đến 5 áp thấp nhiệt đới. Trên khu vực Biển Đơng trung bình
khoảng 7 cơn bão và 3 áp thấp nhiệt đới hoạt động
Luận văn Thạc sĩ



16
1.2.2. Đặc điểm thủy văn
Mùa khô: Từ tháng I đến tháng IV, tình hình khơ hạn, thiếu nước xảy ra gay
gắt ở nhiều khu vực trong cả nước như Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và cực Nam Trung
Bộ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống của nhân dân.
- Bắc Bộ: Lượng dịng chảy trên sơng Đà, sơng Thao trong giai đoạn từ tháng
XII/năm trước đến tháng IV/năm sau đều thấp hơn mức trung bình. Lưu lượng nhỏ
nhất trong tháng III khoảng 145m3/s (31/III), tháng IV khoảng 140m3/s (4, 5/IV),
thấp nhất trong liệt số liệu tháng. Tại Hà nội đã xuất hiện nhiều trị số thấp nhất
trong chuỗi số liệu quan trắc trong năm.
- Trung Bộ và Tây Nguyên: Các tháng mùa cạn lượng dòng chảy trên phần lớn
các sơng chính ở khu vực Trung Bộ và Tây Nguyên đều ở xu thế giảm chậm và nhỏ
hơn so với trung bình năm. Tình hình khơ hạn thiếu nước, mặn xâm nhập nội địa
xẩy ra cục bộ ở một số địa phương; đặc biệt vùng đồng bằng ven biển, các cửa sơng
thuộc tỉnh Thanh Hố, Ninh Thuận và Bình Thuận, mức độ nhiễm mặn xẩy ra
nghiêm trọng hơn.
- Nam Bộ: Những tháng đầu năm mực nước sông Cửu Long ln ở mức thấp
hơn mức trung bình năm khoảng 0,2m -> 0,5m.
Mùa lũ bắt đầu không đồng thời, xảy ra nhiều đợt lũ lớn trên hầu khắp hệ
thống sông ở Trung Bộ và Tây Nguyên. Lũ trên các sông ở Bắc Bộ, bắc Tây
Nguyên và Nam Bộ thuộc loại nhỏ và vừa; lũ lớn xuất hiện trên các sông ở Trung
Bộ, nam Tây Nguyên và sông Đồng Nai. Lũ đặc biệt lớn thường xảy ra trên các
sông: Sông Bôi, sông Hồng Long, sơng Mã, thượng nguồn hệ thống sơng Cả, sông
Gianh và các sông từ Thừa Thiên Huế đến Khánh Hòa. Các đợt triều cường lớn nhất
thường xảy ra vào cuối tháng X và tháng XI với đỉnh lũ trên sơng Sài Gịn tại Phú
An đạt mức cao khoảng trên 1,40m, gây ngập lụt ở nhiều nơi thuộc thành phố Hồ
Chí Minh; trên sơng Hậu tại Cần Thơ đạt trên 1,60m (vào tháng X).
Lũ quét xảy ra ở một số địa phương thuộc Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Trung
Trung Bộ và Tây Nguyên, gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản.

Hơn nữa vấn đề biến đổi khí hậu hiện nay đang ngày càng nghiêm trọng. Biến
đổi khí hậu là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ
Luận văn Thạc sĩ


17
21. Biến đổi khí hậu sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường
trên phạm vi toàn thế giới. Nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng gây ngập lụt, gây
nhiễm mặn nguồn nước, bão, lũ, hạn hán ngày càng ác liệt, ảnh hưởng đến nông
nghiệp, gây rủi ro lớn đối với công nghiệp và các hệ thống kinh tế - xã hội trong
tương lai. Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, tiếp giáp với biển Đơng và
vùng Tây Bắc Thái Bình Dương nên thường xuyên phải hứng chịu nhiều thiên tai
như bão, lũ, hạn hán, ... Hơn 70% dân số Việt Nam sống trong các vùng đất thấp và
dọc theo đường bờ biển dài gần 3.200 km. Những hiện tượng thiên tai này thường
gây ra những thiệt hại nghiêm trọng về người, của cải và môi trường. Nếu chỉ xét
trong 10 năm trở lại đây thì đã có nhiều hiện tượng bất thường về thời tiết, thủy văn.
Trong 5 năm qua, từ năm 2005 đến 2009, các trận bão ảnh hưởng đến Việt Nam có
cường độ mạnh hơn và đặc biệt là có đường đi phức tạp nên khó dự báo hơn, gây ra
những thiệt hại nghiêm trọng về tính mạng và tài sản của nhân dân. Khơng chỉ có
bão và lũ, hầu như năm nào cũng xảy ra tình trạng khơ hạn, thiếu nước nghiêm
trọng trong mùa khô. Mùa khô 2009-2010, số liệu thủy văn trên các sông suối miền
Bắc xuất hiện hàng loạt các cực trị nhỏ nhất, mực nước sông Hồng tại Việt Trì chỉ
cịn 4.10 m xuất hiện vào ngày 19/02/2010, đây là mực nước thấp nhất kể từ khi có
số liệu quan trắc.
1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG, CƠNG NGHỆ XÂY
DỰNG
Tóm tắt: Hệ thống đê biển Miền Bắc và Bắc Trung Bộ, Nam Bộ phần lớn đắp
bằng đất cát, đất á cát lấy tại chỗ và đắp trên nền yếu. Đê làm bằng vật liệu này
thường bị phá hỏng khi nước tràn qua đỉnh đê và nếu sử dụng đê như là tuyến giao
thông ở địa phương thì dễ bị lún sụt, mất ổn định. Phần lớn đê biển hiện nay là do

dân làm, và việc tính tốn vật liệu đất có cốt chưa thực sự đầy đủ dẫn đến hạn chế
tính năng của vật liệu cũng như hiệu quả của cơng trình.
Hệ thống đê biển Việt Nam được xây dựng, bồi trúc và phát triển từ lâu đời và
do nhiều thế hệ người Việt Nam thực hiện. Đê chủ yếu là đê đất, vật liệu đắp được
lấy tại chỗ và dân địa phương tự đắp bằng phương pháp thủ công. Mặt khác, với kết
cấu đê như trên nếu coi đê như một tuyến giao thông thì cũng chưa đạt được mục
Luận văn Thạc sĩ


18
đích vì kết cấu thân đê và nền đê khơng cho phép. Qua khảo sát hệ thống đê biển thì
lõi đê được đắp chủ yếu bằng đất cát, phần gia cố là lớp đất sét bọc ngồi lại khơng
đủ dầy vì vậy chỉ cần một hư hỏng cục bộ sẽ dẫn đến phá hỏng cả một đoạn đê lớn.
Thực tế cho thấy khi gặp bão, nước tràn qua đê làm đê vỡ nhiều đoạn. Trừ một số
đoạn đê biển được xếp vào loại cơng trình kiên cố, ví dụ tuyến đê biển I - Hải
Phòng, còn lại các tuyến đê biển khác của Việt Nam cần được coi là công trình bán
kiên cố- Vì phần thân đê và hệ thống bảo vệ mặt cho phép nước tràn qua với lưu
lượng nước hạn định và thời gian hạn định.
Công nghệ xây dựng cơng trình có ảnh hưởng quyết định đến khả năng tận
dụng tính chất của vật liệu. Thi cơng chính là giai đoạn thể hiện các ý đồ thiết kế
trên cơng trường. Đây là mắt xích rất quan trọng để đảm bảo chất lượng cơng trình.
Do vậy phải tn thủ nghiêm ngặt các qui phạm thi công, nghiệm thu và giám sát
chất lượng cơng trình đã ban hành. Thực tế đã chứng minh rằng, do trình độ cơng
nghệ thi cơng chưa cao, tổ chức thi công không chặt chẽ, tay nghề và ý thức công
nhân kém, giám sát kỹ thuật lỏng lẻo là những nguyên nhân dẫn đến chất lượng các
cơng trình đã xây dựng ở vùng biển Việt Nam không đồng đều, nhiều kết cấu không
đạt sự đồng nhất cao dẫn tới bị phá hoại ngay cả khi công trình làm việc trong điều
kiện như tính tốn thiết kế.
Chất lượng thi cơng xây dựng cơng trình chưa cao, nhiều cơng đoạn cịn làm
thủ cơng nên khó đảm bảo chất lượng xây lắp. Nhiều kết cấu thi công chưa đảm bảo

chất lượng yêu cầu theo tiêu chuẩn hiện hành.
Công tác giám sát thi công, quản lý chất lượng và nghiệm thu cơng trình chưa
được duy trì chặt chẽ, thường xun. Đặc biệt là trong một số cơng trình đã sử dụng
cát biển, vật liệu địa phương nói chung khiến cho nhiều cơng trình khi chưa hết thời
gian bảo hành đã hư hỏng trầm trọng.
Bê tông cốt thép (BTCT) được phát minh và ứng dụng từ giữa thế kỷ 19. Song
phải đến cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, nó mới được được ứng dụng trong xây
dựng các cơng trình biển. Ở Việt Nam, bê tơng cốt thép đã được người Pháp đưa
vào sử dụng ngay từ những năm cuối của thế kỷ 19. Tuy nhiên phải sau năm 1960,
khối lượng cơng trình BTCT xây dựng trong mơi trường biển mới tăng lên đáng kể.
Luận văn Thạc sĩ


19
Công nghệ thi công đê, kè biển ở Việt Nam:
- Áp dụng công nghệ xây dựng đê, kè, cống trên nền đất mềm yếu.
- Thi công bằng cơ giới kết hợp thủ công, vật liệu tại chỗ.
- Ưu tiên xây dựng các tuyến đê trước để có thể bảo vệ sản xuất với diện tích
rộng và có thể huy động mọi lực lượng tham gia. Trong đó, những điểm xung yếu
và đê biển ưu tiên thi công trước.
- Về xây dựng các cơng trình xây đúc : Trước hết là xây dựng các cống ngầm,
sau đó xây dựng các cống hở và cơng trình ngăn triều.
Tuy nhiên kết quả hiện nay cho thấy đê biển Việt Nam khó chịu nổi gió bão
trên cấp 9. Bão số 7 năm 2005 gây ra hàng loạt sự cố vỡ, sạt lở đê biển ở các tỉnh
Nam Định, Thanh Hoá. Chiều 27/9/2005, trao đổi với VnExpress, ơng Đặng Quang
Tính, Cục trưởng Quản lý đê điều cho biết, để làm đê chịu được bão cấp 12, cần
100 tỷ đồng cho mỗi km. VN có 2.000 km đê biển. Thiết kế đê biển của Việt Nam
chỉ chịu được gió bão mạnh cấp 9 và triều trung bình. Nếu bão vượt cấp 9, kết hợp
với triều cường thì đê biển khơng chịu được. Đất nước ta vào những năm 60 của thế
kỷ trước làm sao đủ tiền để kiên cố bêtông cốt thép hệ thống đê biển. Điều kiện

kinh tế đất nước như hiện nay cũng không thể ngay một lúc đầu tư nâng cấp 2.000
km đê biển trên tồn quốc. Ơng Đặng Quang Tính Cục trưởng Cục Quản lý đê điều
(Bộ NNPTNT), thừa nhận rằng, nguy cơ vỡ đê có thể xảy ra trên tồn bộ hệ thống
đê biển của cả nước và nếu không sớm được kiên cố hoá, cơn bão số 7 như năm
2005 tạt vào đâu, đê sẽ vỡ chỗ đấy.
1.4. KHÁI QUÁT VỀ CÁC SỰ CỐ GÂY PHÁ HOẠI ĐÊ BIỂN
Hệ thống đê biển có đặc điểm là phải chống chịu với thủy triều, chống chịu
gió bão. Gió bão ở đây khác trong nội đồng là nó đánh trực diện vào đê. Nếu trong
điều kiện thủy triều lên thì mức độ nguy hiểm với đê biển càng lớn. Trên thực tế, đê
biển VN được xây dựng chỉ đủ khả năng chống chịu với bão cấp 9 trong điều kiện
thủy triều bình thường.
Các tác động có hại (bất lợi) từ phía biển: Những tác động này thường bao
gồm: các tác động của gió biển, sóng biển, bão, hiện tượng nước biển dâng cao do
bão, do áp thấp..., triều cường, dòng ven bờ, dòng ngang bờ, hiện tượng nước biển
Luận văn Thạc sĩ


20
dâng cao do hiệu ứng nhà kính...Dưới những tác động có hại này, đường bờ và vùng
bờ thường chịu những hậu quả bât lợi (tác hại) như: xói lở bờ (xói vĩnh cửu và xói
tạm thời), phá hỏng đường bờ, các cơng trình bảo vệ bờ, cơ sở hạ tầng , sóng tràn
bờ và chảy tràn bờ (hoặc tràn đỉnh cơng trình) gây nên xói lở bờ, đỉnh và chân cơng
trình phía đồng, lũ lụt vùng ven bờ, thiệt hại về người, tài sản và xâm nhập mặn
vùng bờ...Ngoài ra các tác động của bùn cát di đẩy gây bồi lấp và xói lở các cửa
sơng cũng có thể liệt kê trong những tác hại của vùng bờ.
Yếu tố đặc biệt quan trọng để bảo vệ hệ thống đê biển là hệ thống rừng sinh
thái ngập mặn. Rừng sinh thái ngập mặn là một bức tường chắn sóng. Khi sóng biển
qua rừng ngập mặn vào đến đê thì năng lượng của sóng đã giảm 40 - 50% nên sức
phá hoại đê bị giảm đáng kể. Những nơi khơng có đất trồng rừng như Hải Hậu
(Nam Định), chúng ta vẫn có thể trồng các dải phi lao chắn sóng. Trước đây, thông

qua dự án PAM, chúng ta đã trồng được hàng nghìn hecta rừng ngập mặn suốt dọc
tuyến đê biển từ Thanh Hóa đến Quảng Ninh. Tuy nhiên trong những năm qua,
nhiều địa phương đã phá rừng ngập mặn làm đầm ni tơm gây ảnh hưởng nghiêm
trọng tới sự an tồn của đê biển. Nói thêm rằng hiện tại chúng ta đang đầu tư 500km
đê biển ở Nam bộ. Đây là khu vực có nền đất yếu, đắp năm nay, năm sau lại lún nên
việc trồng rừng chắn sóng có yếu tố quyết định đến sự an toàn của đê.
Như đã trình bày, năm 2005 nước ta đã có hai cơn bão có cường độ lớn là cơn
bão số 2 và số 7, đặc biệt cơn bão số 7 có cường độ gió rất mạnh, trên cấp 12 vượt
quá tần suất, với triều cường gây ra nước dâng cao từ 3,5- 4m, đồng thời gây sóng
mạnh dữ dội trên 6m tại các vùng bờ biển của nhiều tỉnh ven biển Bắc Bộ như Hải
Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình và Thanh Hóa gây vỡ đê, thiệt hại nặng nề
về người và tài sản lên đến hàng nghìn tỷ đồng. Khi bão mạnh thường kèm theo
nước dâng do bão. Trường hợp khi bão xảy ra đồng thời với triều cường, mực nước
cao khiến sóng đánh trực tiếp vào đê biển, tràn qua đê gây xói lở và vỡ đê dẫn đến
ngập lụt trên diện rộng.
11g30 ngày 27-9-2005, cung đê biển 23 đầu tiên ở xã Hải Thịnh (Hải Hậu) và
cũng là tuyến đê đầu tiên của tỉnh Nam Định bị vỡ do sức “cơng phá” dữ dội của
bão số 7. Ơng Kim Mạnh Dân, bí thư chi bộ khu 23, năm giờ sau khi chứng kiến
Luận văn Thạc sĩ


21
cảnh đê vỡ vẫn cịn bàng hồng: “Mưa suốt cả đêm, lại cộng gió giật trên cấp 12
khiến tuyến đê không thể chống đỡ".
Qua lý luận và thực tế những lần sạt lở và vỡ đê trong lịch sử, các dạng sự cố
gây phá hoại đối với đê biển gồm 3 dạng sạt lở chính trong hình 1-1:

Sóng leo và nước dâng gây

Sóng trùm qua gây sạt


Sóng tràn qua đỉnh đê

sạt lở mái đê phía biển

lở mái đê phía đồng

có tường chắn sóng

Hình 1-1: Một số hình ảnh phá hoại mái đê

- Dạng thứ nhất (chiếm đa số): do tác dụng của sóng và các yếu tố động lực
khác từ biển xói lở chân đê làm cho mái đê mất ổn định, dẫn đến sạt lở khi gặp các
yếu tố thời tiết bất lợi;
- Dạng thứ hai (dạng này ít xảy ra hơn): nước bị ứ đọng ở phía đồng khơng
thốt kịp qua các cống, tràn lên mặt đê và mái đê gây xói lở cục bộ sạt sập mái đê;
- Dạng thứ ba (dạng này xảy ra ngay trong cơn bão số 7 năm 2005): triều
cường, nước dâng cao kết hợp với sóng mạnh trong bão tràn đê gây xói mái phía
đồng, làm mất ổn định dẫn đến vỡ đê.
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Hệ thống đê biển hiện nay chỉ mới có thể đảm bảo an tồn ở mức độ nhất định
tùy theo tầm quan trọng về dân sinh, kinh tế từng khu vực được bảo vệ, một số
tuyến đê đã được đầu tư khôi phục, nâng cấp thông qua các dự án PAM và các dự
án hỗ trợ của ADB có thể chống được gió bão cấp 9 và mức triều tần suất 5%, nhiều
tuyến chưa được tu bổ, nâng cấp chỉ có thể đảm bảo an tồn với gió bão cấp 8. Mặt
khác do nhiều điều kiện dân sinh, kinh tế nên việc đầu tư chưa được tập trung đồng
bộ, kiên cố, lại chịu ảnh hưởng thường xuyên của bão lũ nên hệ thống đê, kè biển
tiếp tục bị xuống cấp tại hầu hết các vùng Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ.

Luận văn Thạc sĩ



22
Do sự biến đổi khí hậu tồn cầu nên thiên tai trong những năm gần đây ngày
càng trở nên khắc nghiệt về quy mô, số lượng, cường độ, ... Theo tiến sĩ Nguyễn
Hữu Ninh, nhà khoa học Việt Nam đầu tiên được xướng tên tại Lễ Trao giải Nobel
Hịa bình (2007), theo ý kiến của ông: "Tôi nghĩ rằng, việc cảnh tỉnh nhân loại, cảnh
tỉnh bà con mình trước thảm họa biến đổi khí hậu là một vấn đề nhân văn. Được
tham gia vào cơng việc văn minh đó, với một trí thức, đó là một vinh dự lớn, dẫu
gặp nhiều khó khăn và đơi khi rất đơn độc. Điều rõ ràng là: vấn đề của biến đổi khí
hậu nó đã thốt ra khỏi sự hàn lâm, xa xơi trong cái thời kỳ mà ai cũng gạt toẹt, rằng
băng tan, nước biển dâng nó ở đâu đó trên thế giới chứ không phải ở Việt Nam hay
ở nồi cơm hũ gạo của mỗi gia đình người Việt Nam. Lộ trình nước biển dâng, lộ
trình tan nát của các vựa lúa, các thành phố sẽ ngập ra sao, đã được ghi nhận. Người
ta đã tin. Và có quan chức năng Việt Nam đã chính thức vào cuộc. Vừa qua, khi
tổng kết các vấn đề khí hậu, thiên tai, hạn hán, lũ lụt trong 20 năm qua tại VN, ai
cũng phải công nhận: năm sau thiên tai nhiều hơn năm trước, bão lũ, thiên tai, lũ
quét tăng dần về cường độ, số lượng, mức độ. Trước đây, bão chỉ ào qua rồi đi luôn.
Bão giờ đi qua là hậu quả khổng lồ đi theo, từ lũ quét, lở bờ sông, mở cửa sơng mới
và phá tan hết cả mọi cơng trình. Nó kinh khủng, hậu quả nhãn tiền, chứ không là
của nước Mỹ hay nơi nào xa xôi, tương lai nào xa xơi nữa. Nó gần".
Trong những năm gần đây, theo tài liệu thống kê cho thấy hiện tượng tái tạo
bờ sông, bờ biển diễn ra ngày càng nghiêm trọng:
- Bắc bộ có 165 điểm sạt lở với chiều dài 252km, trong đó dọc bờ biển bắc bộ
có 15 điểm sạt lở với chiều dài trên 40km. Do đê chưa được bảo vệ hồn chỉnh, hầu
hết chỉ bảo vệ mái phía biển, mặt đê và mái phía đồng chưa được bảo vệ. Đối với
những tuyến đê trực tiếp biển, dải cây rừng ngập mặn chống sóng, gió lại bị khai
thác quá mức, chặt phá thay đổi mục đích sử dụng vì mục tiêu kinh tế trước mắt.
Các tuyến đê Bắc bộ có mực nước triều cao lại thường gặp nhiều bão, lũ.
- Trung bộ có 307 điểm sạt lở với tổng chiều dài trên 555km, trong đó sạt lở

bờ biển trên 20 đoạn với chiều dài trên 45km. Nguyên nhân hư hỏng đê chủ yếu là
do lũ trong đồng tràn qua đê gây xói. Mặt khác đê biển Trung bộ thường khơng thể
đắp cao do ảnh hưởng đến việc thoát lũ nội đồng.
Luận văn Thạc sĩ


23
- Nam bộ có 265 điểm sạt lở, với tổng chiều dài trên 450km, bờ biển bị sạt lở
tác động mạnh đến hệ thống đê biển, gây mất an toàn. Điều kiện khí hậu, thủy văn
Nam bộ ít khắc nghiệt hơn so với Bắc bộ và Trung bộ, hơn nữa lại có dải cây chắn
sóng, rừng ngập mặn nên hư hỏng các tuyến đê vùng này cũng ít xảy ra hơn và mức
độ không trầm trọng. Tuy nhiên các công trình bảo vệ mái đê Nam bộ lại khơng
phát triển như đối với Bắc bộ và Trung bộ. Vấn đề quan tâm đối với các tuyến đê
Nam bộ là vấn đề địa chất nền đê.
- Còn 846km đê biển, đê cửa sông thuộc các tỉnh ven biển từ Quảng Ninh đến
Quảng Nam chưa được đầu tư cải tạo, nâng cấp. Bên cạnh đó, một số đoạn đê mặc
dù đã được đầu tư nhưng chưa đủ kiên cố lại chịu tác động của lũ, bão lớn tràn qua
gây hư hỏng cục bộ (đặc biệt đối với đê biển các tỉnh miền Trung).
Vấn đề phòng chống sạt lở, tái tạo bờ biển nói chung và đê biển nói riêng là
vấn đề vừa có tính cấp bách, vừa có tính lâu dài, gắn liền với sự phát triển xã hội,
kinh tế. Việc bảo vệ đê biển và bờ biển có tác dụng trực tiếp và to lớn đối với tính
mạng và của cải của nhân dân vùng hưởng lợi, duy trì sự ổn định và phát triển xã
hội nên cần được sự quan tâm nghiên cứu và hỗ trợ đặc biệt của các cấp, các ngành.
Với các đặc điểm của đê biển Việt Nam:
- Cao trình đỉnh đê nhiều nơi chưa đủ so với yêu cầu thiết kế;
- Cấu tạo thân đê chưa đủ đảm bảo an tồn tính mạng, tài sản cho dân;
- Hình thức kết cấu bảo vệ đê nhiều nơi cịn chưa phù hợp;
- Mái đê phía đồng hầu hết cịn chưa được bảo vệ thỏa đáng.
Do đó cần phải có những nghiên cứu đầy đủ hơn, đưa ra các giải pháp kỹ
thuật, công nghệ đảm bảo ổn định cho đê biển khi có bão và triều cường.


Luận văn Thạc sĩ


24

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
TRƯỜNG HỢP SÓNG VÀ TRIỀU CƯỜNG TRÀN QUA ĐÊ
2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THƠNG SỐ SĨNG NGỒI KHƠI
2.1.1. Giới thiệu chung
Sóng ngồi khơi là sóng nước sâu, sự phát triển của sóng khơng phụ thuộc địa
hình đáy biển, sau khi hình thành được lan truyền vào vùng ven bờ tạo thành sóng
nước nơng. Sóng nước nông là yếu tố động lực quan trọng nhất tác động lên bờ biển
và các cơng trình ven biển. Để tính tốn thiết kế các cơng trình ven biển nói chung
và đê biển nói riêng cần phải xác định được các thơng số của sóng tác động lên
cơng trình. Muốn xác định được các thơng số của sóng ven bờ chúng ta cần phải
xác định được các yếu tố của sóng ngồi khơi. Việc nghiên cứu các phương pháp để
xác định thơng số sóng ngồi khơi đóng vai trị quan trọng.
2.1.2. Các phương pháp đơn giản tính sóng ngồi khơi
a) Sóng gió thường
Dựa trên cách tiếp cận năng lượng với sự trợ giúp của nhiều số liệu thực
nghiệm, Shore Protection Mannual (SPM 1984) đã đề ra một phương pháp đơn giản
để tính tốn với các điều kiện sóng nước sâu (H0, T0) với một giá trị vận tốc, đà gió
hay thời gian tác dụng.
Tốc độ gió chuẩn UA là tốc độ gió đã được hiệu chỉnh:
UA=0,71*(RT*U10)^1,23

(2.1)


U10~Tốc độ gió ghi được tại độ cao 10m
RT~Hệ số hiệu chỉnh sự khác nhau giữa nhiệt độ mặt biển và nhiệt độ
khơng khí (với giá trị ban đầu là 1,1)
Một tập hợp các chương trình thay thế do (Hurdle và Stive 1989) trình bày để
thay thế các chương trình trong SPM (1984):
g*HS/UA^2=0,25*tanh(0,6*(g*d/UA^2)^0,75)*
((tanh(4,3*10^(-5)*(g*F/UA^2)*((tanh(0,6*(g*d/(UA^2)^0,75)))^(-2)))^(1/2)) (2.2)
Luận văn Thạc sĩ


25
g*TP/UA=8,3*tanh(0,76*(g*d/(UA^2)))*
((tanh(4,1*10^(-5)*(g*F/(UA^2))*((tanh(0,76*(g*d/((UA^2)^0,375)))^(-3)))^(1/3))
(2.3)
và:
g*tlim/UA=65,9*((g*F/(UA^2))^0,667

(2.4)

Các phương trình trên dùng cho được cả mơi trường nước sâu và nước nơng
Để dự báo sóng trong vùng nước có độ sâu hữu hạn, từ các giá trị cho trước
của vận tốc gió đồng nhất UA(m/s), đà gió F(m), thời gian tác dụng t(s), trước hết
cần áp dụng phương trình (2.4) để tính thời gian tác dụng giới hạn (tlim) xác định bởi
vận tốc và đà gió cho trước.
Nếu t (thời gian tác dụng)>tlim (thời gian tác dụng giới hạn) thì có thể tính độ
cao và chu kỳ sóng theo các phương trình (2.2) và (2.3).
Nếu tkhoảng thời gian tác dụng cho trước (t), và thế giá trị này vào các phương trình
(2.2), (2.3) để tính độ cao và chu kỳ sóng.
b) Sóng từ các cơn bão nhiệt đới

Cấu trúc trường gió trong các cơn bão nhiệt đới thường là hình trịn. Do đó rất
khó xác định đà gió để áp dụng vào các cơng thức thơng thường. Có rất nhiều biến
liên quan tới việc dự báo sóng cực đại nhưng chúng chưa được kiểm chứng. Thậm
chí áp suất tâm bão cũng chỉ được ngoại suy từ những giá trị đo được tại các bán
kính khác nhau ở ngồi. Có thể xác định tốc độ của bão hàng giờ nhưng tốc độ này
lại có thể thay đổi tại những thời điểm giữa những lần đo đạc.
Bretschneider (1957) lần đầu tiên tính tốn tốc độ gió cực đại xung quanh mắt
bão tại bán kính R bằng cách dùng mối liên hệ:
Umax=0,868*(73*(∆p)^(1/2)-R*(0,575*f))

(2.5)

∆p~Hiệu số áp suất bên ngoài (=1013mbar) và tại tâm bão
R~Bán kính mắt bão (tính bằng hải lý)
f~Thông số Coriolis thay đổi từ 0,2 đến 0,3 cho các vùng vĩ độ từ 50 đến
300
Giá trị tốc độ gió cực đại áp dụng cho độ cao 10m trên mực nước biển:
Luận văn Thạc sĩ