Luận văn Nghiên cứu ổn định đê biển huyện hải hậu, tỉnh nam định trong bối cảnh biến đổi khí hậu

3%) và Đông Nam (18%). Vào mùa nóng, các hƣớng sóng thịnh hành ngoài khơi là Nam, Tây Nam và Đông với tần suất dao động từ 40 - 75%, trong đó sóng hƣớng Nam chiếm tới 37%. Chiều cao sóng từ 0,7 – 1,3m, có thể đạt 3,2m trong bão [7]. Thủy triều tại vùng biển Nam Định thuộc chế độ triều hỗn hợp, biên độ triều 2,5 - 3m, mực triều cao nhất có thể đạt đến 3,5m theo số liệu thống kê của Viện Khoa học thủy lợi (2002) [24]. Số ngày nhật triều là 23 - 25 ngày, bán nhật triều là 5 - 7 ngày. Dòng chảy ven bờ của vùng chủ yếu là hƣớng Bắc - Nam. Tuy nhiên, do sự thay đổi địa hình đƣờng bờ nên hƣớng dòng chảy ven bờ chủ yếu là Tây Nam tại khu vực Hải Hậu. 2.4. Địa hình - Địa mạo Địa hình ven bờ Hải Hậu đƣợc chia thành 3 nhóm dựa trên quá trình tƣơng tác sông - biển. Nhóm chịu tác động mạnh mẽ của quá trình bờ (đới bãi), nhóm chịu ảnh hƣởng mạnh của bồi tích sông (đới tiền châu thổ) và nhóm ít chịu ảnh hƣởng của bồi tích sông hiện đại (đới biển nông ven bờ). Đới bãi chủ yếu có hai dạng địa hình doi cát và bãi cát. Doi cát đƣợc hình Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 31 thành bởi dòng sóng dọc bờ, phân bố ở phần cao sát chân đê quốc gia xuất hiện ở Hải Đông, Hải Lý cuối Hải Hòa và Hải Thịnh. Bãi cát là dạng địa hình phân bố phổ biến, rộng trung bình 150 - 300m, kéo dài khoảng 24km từ Hải Đông đến Hải Thịnh. Bề mặt bãi nghiêng thoải 0,008 – 0,01, cấu tạo bởi cát hạt nhỏ lẫn ít vỏ sinh vật biển. Trên đới bãi có các đê cát đang đƣợc sóng vun tụ, cao 0,5 – 1,5m. Đê cát chạy gần song song với bờ khi thủy triều rút thấp có thể lộ ra. Đới tiền châu thổ biến đổi từ 0m hải đồ đến độ sâu 10 - 15m và gồm ba dạng địa hình. Đồng bằng nghiêng gợn sóng phát triển hệ thống đê cát ngầm tích tụ dƣới tác động mạnh của triều sóng. Đồng bằng bào mòn - tích tụ do tác động của sóng triều, phân bố thành dải hẹp kích thƣớc 700 - 1,500m phía ngoài đới bãi tới độ sâu 6 - 8m, bề mặt nghiêng thoải về phía đông khoảng 0,0018 – 0,008. Đồng bằng tích tụ nghiêng gợn sóng, ít phát triển hệ thống đê cát ngầm, phân bố thành dải kích thƣớc 5 - 6km ở độ sâu 10 - 25m. Bề mặt dốc thoải về phía Đông khoảng 0,001 – 0,0017, cấu tạo bởi bùn sét bột màu nâu hồng. Đới biển nông ven bờ có một dạng địa hình là đồng bằng Prodelta tích tụ - bào mòn ít chịu ảnh hƣởng của bồi tích sông hiện đại. Chúng phân bố phía ngoài độ sâu 20 - 25m. Bề mặt đồng bằng, hơi gợn sóng vì có các nếp nhăn do dòng hải lƣu ven bờ tạo nên. Hầu hết bề mặt đồng bằng đƣợc phủ sét hoặc sét bột khá đồng nhất [16]. 2.5. Đặc điểm địa chất khu vực ven biển tỉnh Nam Định Luận văn tập trung nghiên cứu ổn định của đê biển nên các vấn đề về địa chất liên quan chủ yếu đến các trầm tích Đệ tứ. Chính vì vậy, tác giả chỉ thu thập các tài liệu về địa chất Đệ Tứ trong khu vực để phục vụ cho nghiên cứu. Trầm tích Đệ Tứ phân bố hầu hết diện tích vùng ven biển Nam Định bao gồm các hệ tầng sau: 2.5.1. Thống Pleistocen a) Phụ thống Pleistocen hạ Hệ tầng Lệ Chi, nguồn gốc sông - biển (am Q1 1 lc) Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 32 Ở vùng nghiên cứu, các thành tạo của hệ tầng Lệ Chi không lộ ra trên mặt, chúng đƣợc mô tả qua các tài liệu lỗ khoan ở độ sâu từ 71 - 142m trở xuống, bề dày vào khoảng 8 – 34,5m. Trầm tích của hệ tầng này thƣờng phân bố trong những đới sụt kiến tạo, kéo dài theo phƣơng Tây Bắc - Đông Nam. Thành phần trầm tích của hệ tầng Lệ Chi vùng này có thể đƣợc chia làm 2 tập nhƣ sau: - Tập 1: Sét, bột lẫn ít cát hạt mịn màu xám, xám xanh có di tích thực vật xen lẫn than bùn mỏng, đáy có ít sạn hạt nhỏ. Bề dày 12,6m. - Tập 2: bột, bột sét, cát mịn màu xám, vàng nhạt, ít sạn nhỏ. Bề dày 4,7m. Bề dày của hệ tầng tại khu vực này vào khoảng 17,3m. b) Phụ thống Pleistocen trung - thượng Hệ tầng Hà Nội, nguồn gốc sông (aQ1 2-3 hn) Mặt cắt của hệ tầng gồm 3 tập: - Tập 1: cát, sạn, sỏi màu sáng, có lẫn cuội nhỏ thành phần thạch anh, độ mài tròn tốt - trung bình. Bề dày 25,2 – 37,2m. - Tập 2: cát hạt nhỏ - trung, màu xám đến xám sáng có lẫn sạn sỏi thạch anh, silic đƣợc mài tròn tốt, xen kẹp bột sét, lẫn ít di tích thực vật. Bề dày 12 - 20m. - Tập 3: bột sét màu tím sẫm, xám xanh nhạt. Trong mặt cắt này, trầm tích của hệ tầng Hà Nội có kích thƣớc giảm dần từ dƣới lên, và đây cũng là mặt cắt điển hình của một phức hệ tƣớng trầm tích sông vùng đồng bằng, trong đó tập 1 và 2 là các trầm tích hạt thô thuộc tƣớng lòng sông và ven lòng, tập 3 là các trầm tích hạt mịn thuộc tƣớng ven lòng phát triển lên tƣớng bãi bồi đồng bằng châu thổ hoặc tiền châu thổ. Hệ tầng Hà Nội phủ không chỉnh hợp lên hệ tầng Lệ Chi và nằm dƣới hệ tầng Vĩnh Phúc. c) Phụ thống Pleistocen thượng Hệ tầng Vĩnh Phúc, nguồn gốc sông - biển (amQ1 3 vp) Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 33 Mặt cắt hệ tầng đƣợc mô tả nhƣ sau: - Tập 1: cuội, sỏi, cát, bột màu xám thành phần thạch anh, silic, bề dày 5,5m. - Tập 2: cát hạt nhỏ, đều hạt, màu xám lẫn bột, sét sạn sỏi nhỏ, dày 2 - 8m. - Tập 3: sét bột màu nâu, nâu thẫm, nâu tím, phần trên sét bị phong hóa nên có màu vàng nhạt, loang lổ, sét dẻo mịn không phân lớp. Thành phần khoáng vật sét chủ yếu là Kaolinit và Hydromica. Bề dày 3 - 5m. Hệ tầng chứa các hóa thạch Trùng lỗ và Tảo cho tuổi Pleistocen thƣợng. 2.5.2. Thống Holocen a) Phụ thống Holocen hạ - trung Hệ tầng Hải Hưng (Q2 1-2 hh) Hệ tầng Hải Hƣng bao gồm các trầm tích đa nguồn gốc: sông, hồ - đầm lầy, đầm lầy ven biển, châu thổ và nguồn gốc biển và đƣợc chia làm 2 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng dƣới Q2 1-2 hh1 và phụ hệ tầng trên Q2 1-2 hh2. Hệ tầng Hải Hƣng có các kiểu nguồn gốc sau: - Trầm tích sông - biển (amQ2 1-2 hh1): Trầm tích này không lộ ra trên bề mặt mà chỉ gặp trong các lỗ khoan sâu. Thành phần bao gồm: sét bột xám nâu nhạt, đôi chỗ xám lục có những vi lớp cát hạt mịn, đôi chỗ có cấu tạo phân lớp xiên chéo. Bề dày trầm tích 9,1m. - Trầm tích biển - đầm lầy (amQ2 1-2 hh1): Trầm tích này cũng không lộ trên bề mặt, chỉ gặp trong các lỗ khoan, khai đào. Thành phần gồm sét bột, bột sét lẫn cát hạt mịn màu tím, xám, xám xanh. Bề dày là 24m. - Trầm tích biển (mQ2 1-2 hh1): Trầm tích biển phụ hệ tầng dƣới chỉ gặp trong các lỗ khoan ở vùng ven biển Hải Hậu và Xuân Thủy. Chúng phân bố ở độ sâu từ 8,5 - 56m, bề dày thay đổi từ 3 - 21,5m. Thành phần chủ yếu là bột cát lẫn sét, sét lẫn cát màu xám. - Trầm tích biển (mQ2 1-2 hh2): Trầm tích nguồn gốc biển phụ hệ tầng trên của hệ tầng Hải Hƣng có thành phần chủ yếu là bột, sét màu vàng nhạt; phần trên bị phong hóa yếu chứa phong phú các hóa thạch Trũng lỗ và Thân mềm. Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 34 b) Phụ thống Holocen thượng Hệ tầng Thái Bình (Q2 3 tb) Trầm tích của hệ tầng hình thành trong giai đoạn cuối của thời kỳ biển lùi (từ 3.000 năm BP tới nay), gồm nhiều kiểu nguồn gốc: sông, hồ - đầm lầy, đầm lầy ven biển, châu thổ và biển. Trong phạm vi vùng nghiên cứu, các thành tạo của hệ tầng phân bố rộng khắp dọc theo dải ven bờ với các kiểu nguồn gốc khác nhau: - Trầm tích nguồn gốc sông - biển: (amQ2 3 tb) phát triển rộng ở Xuân Trƣờng, Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng. Các trầm tích không lộ ra trên mặt mà chỉ gặp trong các lỗ khoan tay, khoan máy. Mặt cắt điển hình tại Hải Hậu cho thấy thành phần trầm tích gồm bột, sét lẫn ít cát hạt mịn màu nâu, xám nâu, xám vàng, lẫn vảy muscovit, chứa ít tàn tích thực vật. - Trầm tích nguồn gốc đầm lầy - biển: (bmQ2 3 tb) phân bố ở quanh khu vực cửa Ba Lạt và cửa Đáy. Thành phần chủ yếu là cát, bột lẫn sét màu xám sẫm phát triển trong vùng chịu ảnh hƣởng của thủy triều. - Trầm tích nguồn gốc biển (mQ2 3 tb): phân bố dọc đƣờng bờ từ cửa Ba Lạt đến cửa Đáy và cồn cát xa bờ ngoài cửa Ba Lạt. Cát hạt nhỏ màu xám, xám sẫm, thành phần chủ yếu là thạch anh. - Trầm tích nguồn gốc biển - gió (mvQ2 3 tb): phân bố thành dải không liên tục dọc theo đƣờng bờ từ cửa Ba Lạt đến cửa Đáy. Thành phần là cát thạch anh xám sáng, hạt nhỏ, độ chọn lọc tốt. Trầm tích bề mặt rất đa dạng về nguồn gốc (a, am, m, amb) và kiểu trầm tích (cát, cát bột, bột, bột sét, sét), mỗi kiểu lại có đặc trƣng riêng về các thông số độ hạt, thông số địa hóa môi trƣờng và thành phần khoáng vật. Trầm tích hiện đại tầng mặt ven bờ chủ yếu là trầm tích hạt mịn có cấp độ hạt thay đổi từ 0,001 mm đến 1 mm, trong đó hàm lƣợng cấp hạt 1 – 0,5 mm chiếm 10%, từ 0,25 – 0,01 mm chiếm 70% gồm 4 loại sau: - Trầm tích cát (S): Cát nhỏ có màu xám, xám vàng, thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh và mica, cấp hạt từ 0,25 – 0,1 mm chiếm 70 - 90%, giá trị Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 35 Md đạt 0,15 – 0,2 mm, So đạt từ 1 – 1,5. Chúng phân bố chủ yếu ở đới sóng vỡ và tạo nên các cồn (bar) cát ở cửa sông nhƣ cồn Vành, cồn Thủ (cửa Ba Lạt) và các val cát ngầm ven bờ hoặc ở hai phía cửa sông nhƣ cồn Mờ. Trầm tích cát bột phân bố chủ yếu ở sƣờn bờ đón sóng của các cồn, val bờ và thƣờng có màu xám nâu, xám ở khu vực bãi triều và mầu nâu vàng ở sƣờn bờ. Cát bột có hàm lƣợng cấp hạt 0,25 – 0,1 mm chiếm 30 - 40%, cấp hạt 0,1 – 0,01 mm chiếm 30 - 50%, giá trị Md đạt 0,11 mm, So đạt từ 2 - 3. - Trầm tích cát bùn (mS): Trầm tích có màu nâu hồng phân bố chủ yếu ở phía khuất sóng sau cồn cát, val cát, trên các bãi triều có độ cao 0,5 - 1m, còn ở sƣờn bờ ngầm chúng có mặt ở độ sâu đến 2m, đôi chỗ 4m. Trầm tích này có hàm lƣợng cấp hạt 0,1 – 0,01 mm chiếm 58 - 72%, cấp hạt lớn hơn 0,1 mm chiếm 10 - 25%, cấp hạt nhỏ hơn 0,1 mm chiếm 5 - 20%, giá trị Md đạt 0,05 - 0,02 mm, So đạt từ 2 – 4,5. - Trầm tích bùn cát (sM): Bột sét thƣờng gặp ở hai khu vực: ở sƣờn bờ ngầm chúng nằm bao quanh trầm tích bột; ở vùng bãi triều chúng nằm trên các bề mặt trũng thấp của bãi triều đƣợc phân bố ở dọc hai bên lòng dẫn của sông, lạch triều ... Trầm tích có hàm lƣợng cấp hạt 0,05 - 0,01 mm chiếm 10 - 40%; cấp hạt 0,01 - 0,001 mm chiếm 20 - 40%; còn lại là cấp hạt nhỏ hơn; giá trị Md = 0,0065 mm; So đạt từ 4 - 5. - Trầm tích bùn (M): Trầm tích bùn sét phân bố chủ yếu ở các lạch triều, máng trũng và ở bề mặt đáy biển sâu trên 10m. Hàm lƣợng cấp hạt 0,01 - 0,001mm chiếm 60%; Md đạt 0,006 - 0,008 mm; So = 5,5. [2] 2.5.3. Đặc điểm địa kỹ thuật trầm tích Holocen phần đất liền huyện Hải Hậu Từ đầu Holocen sớm (10.000 BP) đến Holocen giữa biển liên tục tiến vào và dần làm ngập chìm toàn bộ vùng nghiên cứu. Sang thời kỳ Holocen muộn (4.000 năm BP), mực nƣớc biển hạ thấp tới độ sâu khoảng -2,5m, sau đó lại dâng cao trở lại đến mực cao nhất khoảng +2,5m. Các đặc điểm này đã tạo nên bức tranh rất đa dạng về tƣớng trầm tích của các thành tạo Holocen. Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 36 - Trầm tích tuổi Holocen sớm - giữa hệ tầng Hải Hƣng, phần dƣới, nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ2 1-2 hh1): trầm tích này chỉ gặp trong các lỗ khoan ở độ sâu 20 - 48m. Bề dày trầm tích lớn nhất đạt tới 24m. Thành phần là cát bùn, bùn cát chứa vật chất hữu cơ. Hàm lƣợng hữu cơ 2,5 - 7,5 %. Tập hợp các thông số trầm tích và địa hoá khẳng định môi trƣờng thành tạo là biển bị đầm lầy hoá. Trên quan điểm địa chất công trình (ĐCCT), trầm tích thuộc loại sét lẫn bụi hữu cơ, tính dẻo thấp (OL), trạng thái dẻo chảy. Các tính chất cơ lý của đất (Bảng 2.1) cho thấy, đất có độ rỗng lớn, tính nén lún cao và khả năng chịu tải thấp. Sức chịu tải quy ƣớc Ro trung bình chỉ đạt 0,6 kG/cm2. - Trầm tích tuổi Holocen sớm - giữa hệ tầng Hải Hƣng, phần dƣới, nguồn gốc biển (mQ2 1-2 hh1): thành phần là cát bột, bột cát, bột sét, không lộ ra trên mặt nhƣng bắt gặp ở hầu hết các lỗ khoan máy trong vùng nghiên cứu ở độ sâu 8,5 - 56m. Bề dày trầm tích 13 - 21,5m. Trong một mặt cắt hoàn chỉnh, trầm tích có 2 tập rõ rệt từ dƣới lên nhƣ sau: + Tập 1: cát hạt mịn có cấp phối kém (SP) màu xám nâu, xám đen. Hàm lƣợng cát chiếm ƣu thế tuyệt đối với 85 - 94%, trung bình 88%. + Tập 2: Cát pha sét (SC) trạng thái dẻo. Hàm lƣợng cát và bụi gần nhƣ nhau, còn sét chỉ chiếm trung bình 8% (Bảng 2.1). Tính nén lún trung bình và sức chịu tải (Ro) trong khoảng 1,0 - 1,4 kG/cm2. - Trầm tích tuổi Holocen sớm - giữa hệ tầng Hải Hƣng, phần trên, nguồn gốc biển (mQ2 1-2 hh2): bắt gặp trong tất cả các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu ở độ sâu 22 - 40m. Bề dày 6 - 20m. Hàm lƣợng bột và sét chiếm ƣu thế, độ chọn lọc kém. Trầm tích thuộc loại sét vô cơ tính dẻo thấp đến trung bình (CL), màu xám xanh, trạng thái dẻo mềm. Tính nén lún và sức chịu tải trung bình (Bảng 2.1). - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần dƣới, nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ2 3 tb1): trong các hố khoan đƣợc gặp ở độ sâu 15 - 31m. Bề dày trầm tích lớn nhất 9,5m. Thành phần là cát, cát bột màu xám đen, xám, xám nâu lẫn mùn thực vật màu đen. Đƣờng kính hạt trung bình 0,15 - 0,16 mm, độ chọn lọc tốt Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 37 (So = 1,33 - 1,44). Theo chiều từ dƣới lên, trong mặt cắt đầy đủ trầm tích gồm 2 tập: + Tập 1: cát pha sét (SC - SM) trạng thái dẻo, tính nén lún trung bình và sức chịu tải quy ƣớc (Ro) nằm trong khoảng 1,1 - 1,45 kG/cm2. + Tập 2: sét lẫn bụi hữu cơ (OL), tính dẻo thấp, trạng thái dẻo chảy đến chảy. Tính nén lún chủ yếu là cao. Sức chịu tải rất nhỏ, Ro trung bình chỉ đạt 0,6 kG/cm 2 . - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần dƣới, nguồn gốc biển (mQ2 3 tb1): gặp tại độ sâu 7 - 18m. Bề dày 6,5 - 11m. Trầm tích có độ chọn lọc kém (So = 2,24 - 3,07), đƣợc thành tạo trong môi trƣờng biển. Về mặt ĐCCT, trầm tích thuộc loại cát lẫn bụi (SM) trạng thái dẻo, màu xám, xám xẫm. Thành phần hạt chủ yếu là bụi, chiếm trung bình 66%, tính nén lún trung bình (a1-2 = 0,035 - 0,048 cm 2 /kG) và sức chịu tải quy ƣớc từ 1,1 đến 1,5 kG/cm2. - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần giữa, nguồn gốc biển (mQ2 3 tb2): lộ ra ở một diện nhỏ, trong các lỗ khoan, chúng phân bố ở độ sâu 3 - 8m. Bề dày lớn nhất là 14m. Trầm tích có độ chọn lọc tốt (So = 1,26 - 1,35), kích thƣớc hạt trung bình Md thay đổi từ 0,12 - 0,127 mm. Trong một mặt cắt đầy đủ, theo chiều từ dƣới lên, trầm tích gồm 2 tập: + Tập 1: sét vô cơ tính dẻo thấp đến trung bình (CL), màu nâu hồng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm ít hơn là dẻo chảy. Tính nén lún trung bình, với a1-2 trung bình là 0,056 cm 2/kG. Sức chịu tải biến đổi trong phạm vi khá rộng (Ro = 0,8 - 1,5 kG/cm 2 ), trung bình Ro = 1,3 kG/cm 2 (Bảng 2.1). + Tập 2: Cát hạt mịn cấp phối kém (SP) màu xám, xám đen. Hàm lƣợng cát trung bình 70% và bụi 30%. - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần giữa, nguồn gốc sông - biển (amQ2 3 tb2): trầm tích là bột cát, bột sét, lộ ra ở diện khá rộng ở phía tây bắc vùng nghiên cứu. Trầm tích có độ chọn lọc tốt đến trung bình (So = 1,3 - 2,03), Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 38 kích thƣớc hạt trung bình 0,079 - 0,089 mm. Về mặt ĐCCT, trầm tích gồm 2 loại chính là: + Sét vô cơ tính dẻo thấp (CL) trạng thái dẻo chảy, màu xám nâu, xám xẫm, tính nén lún trung bình đến cao (a1-2 = 0,075 - 0,105 cm 2/kG) và sức chịu tải quy ƣớc (Ro) từ 0,7 đến 1,0 kG/cm2. + Cát pha sét (SM) trạng thái dẻo đến chảy, tính nén lún trung bình và sức chịu tải quy ƣớc biến đổi từ 1,0 - 1,5 kG/cm2, trung bình 1,3 kG/cm2. - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần trên, nguồn gốc biển (mQ2 3 tb3): gồm các bãi cát tƣớng bãi triều nằm ven biển, những cồn cát phân bố thành các dải hẹp kéo dài từ cửa Ba Lạt cho tới cửa Lạch Giang. Bề dày trầm tích này lớn hơn 6m. Đƣờng kính hạt trung bình (Md) = 0,144 - 0,145, hệ số chọn lọc tốt (So = 1,29), hệ số bất đối xứng (Sk) = 0,26. Loại đất này thƣờng lộ ra trên mặt, gồm chủ yếu là cát pha sét (SM) trạng thái dẻo, ít hơn là cát mịn cấp phối kém (SP), lẫn vỏ sò hến màu xám tro, xám xanh. Cát pha sét có tính nén lún trung bình, sức chịu tải quy ƣớc tƣơng đối thấp với Ro trung bình là 0,9 kG/cm2. Cát mịn có độ ẩm tự nhiên biến đổi trong khoảng rộng từ 20,5 đến 36,2%, khối lƣợng thể tích trung bình 1,77 g/cm 3 . - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần trên, nguồn gốc sông - biển - đầm lầy (ambQ2 3 tb3): lộ ra thành nhiều khoảnh rộng trong vùng nghiên cứu, thực chất là trầm tích tƣớng bãi triều lầy có thành phần là bột sét chứa vật chất hữu cơ, thƣờng phân bố ở vùng cửa sông những nơi đang phát triển rừng ngập mặn. Đƣờng kính hạt trung bình (Md) = 0,01 - 0,048 mm, độ chọn lọc tốt (So = 1,65), hệ số bất đối xứng (Sk) = 1,02. Bề dày trầm tích 2,5 - 4m, trung bình dày 3m. Trầm tích này luôn lộ trên mặt, phủ trên trầm tích amQ2 3 tb2 hoặc amQ2 3 tb2. Loại đất là sét vô cơ tính dẻo thấp (CL) màu nâu hồng, xám xanh, xám đen lẫn mùn thực vật, trạng thái dẻo chảy đến chảy. Đất có tính nén lún trung bình đến cao (a1-2 = 0,065 - 0,112 cm 2 /kG), sức chịu tải quy ƣớc trung bình (Ro) đạt 0,9 kG/cm2. Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 39 - Trầm tích tuổi Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần trên, nguồn gốc sông - biển (amQ2 3 tb3): phân bố rộng rãi ở huyện Nghĩa Hƣng. Đây là những thành tạo ở đồng bằng ven biển do hệ thống sông Thái Bình và sông Hồng tạo nên. Bề dày trầm tích từ 0 - 6m. Loại đất này thƣờng lộ trên mặt, phủ trên các trầm tích Holocen muộn hệ tầng Thái Bình, phần giữa, nguồn gốc biển (mQ2 3 tb2). Trầm tích amQ2 3 tb3 gồm chủ yếu là cát lẫn bụi (SM) trạng thái dẻo, ít hơn là cát mịn cấp phối kém (SP), màu xám, xám tro. Cát lẫn bụi có tính nén lún trung bình, sức chịu tải quy ƣớc tƣơng đối thấp với Ro trung bình là 1,0 kG/cm2. Cát mịn có độ ẩm tự nhiên biến đổi trong khoảng rộng từ 25 đến 29%, khối lƣợng thể tích trung bình 1,79 g/cm3. [2] Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định của đê biển Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 40 Bảng 2.1. Tính chất cơ lý của trầm tích Holocen ở đới ven bờ tỉnh Nam Định [7] Bảng 3.1. Tính chất cơ lý của trầm tích Holocen ở đới ven biển Nam Định TTChỉ tiêu Ký hiệu Đơn vịCác phụ hệ tầng trầm tích Holocen và loại đất mbQ21-2hh1 mQ21-2hh1 mQ21-2hh2 mbQ23tb1 mQ23tb1 mQ23tb2 amQ23tb2 mQ23tb3 ambQ23tb3 amQ23tb3 OL * SP SC CL SC-SM OL SM CL SP CL SM SP SM CL SM SP Số mẫu thí nghiệm 78 8 17 114 45 18 51 24 10 16 15 8 34 22 18 8 1 T h àn h p h ần h ạt Cát % 19 (4, 21) 88 (4, 4.5) 48 (8, 17) 13 (4, 31) 53 (5, 9) 19 (4, 21) 27 (5, 18.5) 20 (4, 20) 70 (12, 17) 25 (5, 20) 36 (6, 17) 92 (6, 6.5) 48 (6, 12.5) 25 (5, 20) 58 (9, 15.5) 85 (8, 9) 2 Bụi % 44 (12, 27) 12 (4, 33) 44 (6, 14) 61 (10, 16) 36 (4, 11) 52 (6, 11.5) 66 (8, 12) 58 (7, 12) 30 (12, 40) 55 (7, 13) 47 (8, 17) 8 (6, 75) 45.5 (7, 15) 48 (8, 17) 34 (8, 23.5) 15 (8, 53) 3 Sét % 37 (13, 35) 0 8 (2, 25) 26 (6, 23) 11 (3, 27) 29 (4, 14) 7 (3, 43) 22 (4, 18) - 20 (5, 25) 7 (2, 29) - 6.5 (2.5, 38) 27 (6, 22) 8 (2, 25) - 4 Độ ẩm tự nhiên W % 38.9 (6.5, 17) 28.5 (3.1, 11) 22.8 (3.2, 14) 39.8 (3.8, 10) 30.7 (3.5, 11) 45.4 (3.6, 8) 24 (3, 12.5) 34.5 (2.5, 7) 26.7 (3.4, 12) 37.5 (4, 11) 25.2 (3.4, 13) 24.4 (3.6, 15) 26.5 (2.5, 9) 35.1 (3.3, 9) 25.2 (2.6, 10) 29.0 (2.5, 9) 5 Khối lƣợng thể tích g g/cm3 1.81 (0.12, 7) 1.88 (0.03, 2) 1.83 (0.06, 3) 1.84 (0.05, 3) 1.87 (0.06, 3) 1.72 (0.05, 3) 1.85 (0.06, 3) 1.86 (0.05, 3) 1.85 (0.06, 3) 1.82 (0.04, 2) 1.79 (0.04, 2) 1.81 (0.06, 3) 1.79 (0.05, 3) 1.80 (0.05, 3) 1.75 (0.02, 1) 1.77 (0.03, 2) 6 Khối lƣợng thể tích khô gc g/cm3 1.30 (0.08, 6) 1.41 (0.04, 3) 1.47 (0.03, 2) 1.29 (0.03, 2) 1.38 (0.04, 3) 1.24 (0.04, 3) 1.46 (0.04, 3) 1.35 (0.03, 2) 1.43 (0.05, 3.5) 1.32 (0.04, 3) 1.45 (0.03, 2) 1.45 (0.05, 3)) 1.39 (0.03, 2) 1.33 (0.04, 3) 1.40 (0.02, 1.5) 1.37 (0.02, 1.5) 7 Khối lƣợng riêng D g/cm3 2.71 (0.02, 1) 2.70 (0.02, 1) 2.70 (0.02, 1) 2.69 (0.01, 0.4) 2.68 (0.01, 0.4) 2.67 (0.01, 0.4) 2.70 (0.01, 0.4) 2.7 (0.01, 0.4) 2.69 (0.01,0.4) 2.71 (0, 0) 2.69 (0.01, 0.4) 2.66 (0.02, 1) 2.67 (0.01, 0.4) 2.67 (0.01, 0.4) 2.65 (0.01, 0.3) 2.64 (0.01, 0.4) 8 Hệ số rỗng e - 1.080 (0.12, 11) 0.917 (0.05, 5.5) 0.832 (0.047, 6) 1.078 (0.034, 3) 0.935 (0.035, 4) 1.145 (0.13, 11) 0.850 (0.03, 3.5) 1.006 (0.023, 2) 0.883 (0.037, 4) 1.059 (0.038, 3.5) 0.861 (0.045, 5) 0.834 (0.045, 5) 0.899 (0.038, 4) 1.008 (0.042, 4) 0.912 (0.02, 2) 0.927 (0.052, 6) 9 Độ lỗ rỗng n % 51.9 (4.7, 9) 47.8 (2.6, 5) 45.4 (3.2, 7) 51.9 (3.5, 7) 48.3 (4.1, 8.5) 53.4 (4.6, 9) 45.9 (3.2, 7) 50.2 (3, 6) 46.9 (3.2, 7) 51.4 (4.5, 9) 46.3 (4.8, 10) 45 (4, 9) 47 (4, 8.5) 51 (4, 8) 47 (4.5, 10) 48 (5, 10) 10 Độ bão hoà G % 98 (3.5, 4) 84 (5, 6) 74.0 (6, 8) 99 (2, 2) 88 (6, 7) 97 (2, 2) 76 (5, 6.5) 93 (6, 6) 81 (5, 6) 96 (3, 3) 79 (5, 6) 78 (5, 6) 79 (4, 5) 93 (5, 5) 74 (6, 8) 83 (6, 7) 11 Giới hạn chảy Wl % 38.9 (4.8, 12) 25.5 (3, 12) 46.3 (3.2, 7) 32.4 (3.2, 10) 45.2 (3.6, 8) 26 (2, 8) 39.6 (2.6, 6.5) 38.7 (3, 8) 25.8 (2.1, 8) 28.8 (2.2, 8) 39.0 (3.4, 9) 26.4 (2, 8) 12 Giới hạn dẻo Wp % 22.8 (3.5, 16) 19 (2.5, 13) 29.8 (2.5, 8) 25.2 (2.8, 11) 28.5 (2.8, 10) 20.4 (1.5, 7) 26.5 (2.3, 9) 26 (1.8, 7) 19.6 (1.5, 8) 22.7 (1.5, 7) 26 (2.3, 9) 20.8 (1.6, 8) 13 Chỉ số dẻo Ip % 16.1 (2.5, 15) 6.5 (1.5, 23) 16.5 (2, 12) 7.2 (1.2, 17) 16.7 (1.8, 11) 5.6 (1.2, 21) 13.1 (1.2, 9) 12.7 (1.3, 10) 6.2 (1.1, 18) 6.1 (1, 16) 13 (1.2, 9) 5.6 (1.3, 23) 14 Độ sệt B - 1.0 (0.15, 15) 0.58 (0.12, 21) 0.61 (0.1, 16) 0.76 (0.18, 24) 1.01 (0.15, 15) 0.64 (0.11, 17) 0.61 (0.1, 16) 0.91 (0.15, 16) 0.90 (0.1, 11) 0.70 (0.12, 17) 0.70 (0.12, 17) 0.79 (0.14, 18) 15 Lực dính kết c kG/cm2 0.10 (0.03, 30) 0.12 (0.04, 33) 0.25 (0.08, 32) 0.15 (0.06, 40) 0.09 (0.04, 44) 0.14 (0.06, 43) 0.25 (0.15, 60) 0.11 (0.04, 36) 0.13 (0.04, 31) 0.12 (0.05, 42) 0.14 (0.06, 43) 0.11 (0.01, 9.5) 16 Góc ma sát trong j độ 6.25 (1.25, 20) 20.5 (4.5, 22) 9.75 (3.15, 32) 15.5 (3.5, 22.5) 5.5 (2.2, 40) 15.75 (4.5, 28.5) 8.75 (2.4, 27) 9.25 (3.15, 34) 15.5 (3.6, 23) 11.8 (2.1, 18) 8.25 (1.8, 22) 12.85 (3.2, 25) 17 Hệ số nén lún a1-2 cm2/kG 0.110 (0.03, 27) 0.036 (0.013, 36) 0.056 (0.02, 36) 0.040 (0.02, 50) 0.097 (0.035, 36) 0.041 (0.016, 39) 0.056 (0.018, 32) 0.085 (0.02, 23.5) 0.045 (0.02, 44) 0.045 (0.015, 33) 0.052 (0.016, 31) 0.048 (0.022, 46) 18 Sức chịu tải quy ƣớc Ro kG/cm2 0.6 (0.2, 33) 1.3 (0.2, 15) 1.4 (0.2, 14) 1.2 (0.18, 15) 0.6 (0.5-0.7) 1.2 (0.2, 17) 1.3 (0.4, 31) 0.8 (0.2, 25) 1.0 (0.15, 15) 0.9 (0.1, 110) 1.0 (0.3, 30) 0.9 (0.1, 11) * - Phân loại đất theo TCVN 5747-1993 1.3 (0.2, 15) - Giá trị trung bình (độ lệch tiêu chuẩn, hệ số biến đổi - %) Chƣơng 2. Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Hải Hậu Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu ổn định đê biển huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định trong bối cảnh biến đổi khí hậu 41 2.5.4. Đặc điểm địa chất công trình đất đắp đê biển huyện Hải Hậu Tính chất cơ lý của đất đắp đê biển Hải Hậu đƣợc phân tích và tổng hợp trong bảng (2.2) dƣới đây. Bảng 2.2. Tính chất cơ lý đất đắp đê biển Hải Hậu Các chỉ tiêu Hải Đông Hải Lý Hải Chính Hải Triều Hải Hòa Thịnh Long T h àn h p h ần h ạt Cát 61,7 63,8 63,1 61,2 59,8 62,6 Bụi 12 10,4 12,3 9,8 12,4 11,4 Sét 26,3 24,2 24,6 25,3 26,1 23,5 Độ ẩm tự nhiên (%) 24,83 22,45 21,62 27,46 26,39 28,87 Khối lƣợng thể tích (g/cm3) 1,81 1,8 1,8 1,81 1,82 1,83 Khối lƣợng thể tích khô (g/cm3) 1,45 1,47 1,48 1,42 1,44 1,42 Khối lƣợng thể tích khô lớn nhất (g/cm3) 1.78 1.76 1.77 1.78 1.76 1.76 Khối lƣợng riêng (g/cm3) 2,72 2,69 2,71 2,67 2,68 2,72 Hệ số rỗng 0,821 0,827 0,821 0,824 0,923 0,827