Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu diễn biến và giải pháp chỉnh trị đoạn sông Phân Lạch - ứng dụng cho sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

TRẦN BÁ HOẰNG

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÀ GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH - ỨNG DỤNG CHO SÔNG CỬU LONG

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN

LÒNG SÔNG DƢỚI TÁC DỤNG CỦA CÔNG TRÌNH HOÀN LƢU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

TRẦN BÁ HOẰNG

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÀ GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH - ỨNG DỤNG CHO SÔNG CỬU LONG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

MÃ SỐ: 62 58 02 02

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. LÊ MẠNH HÙNG

2. GS.TS. LƢƠNG PHƢƠNG HẬU

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2014

ii

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

0.1. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN .................................. 1

0.1.1Diễn biến lòng dẫn phức tạp ở các đoạn sông phân lạch gây sạt lở

bờảnh hƣởng xấu đến an sinh xã hội ................................................................. 1

0.1.2 Nhu cầu ổn định các cù lao trên sông để khai thác vào các mục

tiêu kinh tế- xã hội ............................................................................................ 6

0.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................. 7

0.3. MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN .................................................................... 8

0.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .......................................... 8

CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU

VỀCÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH .................................. 10

1.1. CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SÔNG PHÂN LẠCH ..................... 10

1.1.1. Nhu cầu nghiên cứu đoạn sông phân lạch ............................................. 10

1.1.2. Các vấn đề nghiên cứu .......................................................................... 11

1.1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 12

1.2. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI ......................... 12

1.2.1. Nguyên nhân hình thành sông phân lạch .............................................. 12

1.2.2. Diễnbiến sông phân lạch ...................................................................... 14

1.2.3. Côngtrình chỉnh trị đoạn sông phân lạch ............................................. 15

1.3. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM .............................. 19

1.3.1. Các hoạt động nghiên cứu ..................................................................... 19

1.3.2. Thành tựu nghiên cứu lý thuyết ............................................................ 20

1.3.3. Các công trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch đã xây dựng .................. 20

1.4. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG NGHIÊN CỨU CHỈNHTRỊ

SÔNG PHÂN LẠCH ...................................................................................... 34

iii

1.4.1. Quan niệm về vai trò các bãi giữa ........................................................ 35

1.4.2. Mối quan hệ giữa các yếu tố hình thái và thủy lực của đoạn đơn lạch và

đoạn phân lạch ................................................................................................. 35

1.4.3. Bố trí không gian công trình chỉnh trị ................................................... 35

1.4.4. Đánh giá hiệu quả của các hạng mục công trình chỉnh trị .................... 36

1.5. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ................................... 36

1.5.1. Vấn đề nghiên cứu................................................................................. 36

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 37

1.5.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 38

CHƢƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU ... 39

2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH ...................... 39

2.1.1. Định nghĩa và phân loại đoạn sông phân lạch ...................................... 39

2.1.2. Đoạn tiếp cận cửa sông trong vùng ảnh hƣởng triều ............................ 41

2.1.3. Kết cấu dòng chảy tại khu vực phân lƣu ............................................... 42

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 45

2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu thông qua chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo

từ sông thiên nhiên .......................................................................................... 45

2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý ....................................... 48

2.2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu bằng mô hình toán........................................ 63

CHƢƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƢNG SÔNG

PHÂN LẠCH VÀ BỐ TRÍ KHÔNG GIAN CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ

CÁC ĐOẠN PHÂN LẠCH TRÊN SÔNG CỬU LONG ............................... 75

3.1. NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA SÔNG PHÂN LẠCH

ĐBSCL ............................................................................................................ 75

3.1.1.Tổng quan sông phân lạch trên sông Cửu Long .................................... 75

3.1.2. Các đặc trƣng cơ bản của sông phân lạch vùng thƣợng châu thổ

ĐBSCL……………………………………………………………………… 80

iv

3.1.3. Phân tích tính chất đặc thù của các đoạn phân lạch ĐBSCL ................ 83

3.2. PHÂN TÍCH CÁC MỐI QUAN HỆ HÌNH THÁI VÀ TỶ LỆ PHÂN

LƢU TRONG SÔNG PHÂN LẠCH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ... 87

3.2.1. Tổng hợp số liệu thực đo ....................................................................... 87

3.2.2. Xây dựng đồ thị và công thức quan hệ ................................................. 89

3.2.3. Phân tích ................................................................................................ 90

3.3. NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHÂN CHIA LẠI LƢU LƢỢNG GIỮA

CÁC LẠCH CỦA CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ( LẤY ĐOẠN CÙ LAO

ÔNG HỔ LÀM ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU) ............................................. 92

3.3.1. Phân tích các yếu tố cơ bản ảnh hƣởng đến sự biến động trong phân

chia lƣu lƣợng của sông phân lạch .................................................................. 92

3.3.2. Các giải pháp cơbản nhằm điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu trong sông phân

lạch .................................................................................................................. 94

3.3.3. Kết quả nghiên cứu hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của

giải pháp công trình hƣớng dòng .................................................................... 96

3.3.4. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công trình

đón dòng từ đầu bãi giữa ............................................................................... 101

3.3.5. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công trình

đập khóa ngầm .............................................................................................. 102

3.3.6. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp nạo vét

lòng sông trong lạch cần tăng lƣu lƣợng ....................................................... 107

3.3.7. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp tổ hợp

công trình ....................................................................................................... 108

3.3.8. Phân tích chung về hiệu quả kỹ thuật của các giải pháp công trình với

các phƣơng án bố trí không gian khác nhau ................................................. 110

CHƢƠNG 4.ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THỰC TẾ

CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH .................................................. 112

v

4.1. LỰA CHỌN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ YÊU

CẦU CHỈNH TRỊ ......................................................................................... 112

4.1.1.Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu ......................................................... 112

4.1.2. Yêu cầu chỉnh trị ................................................................................. 113

4.2. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ..... 115

4.2.1. Phân tích chung ................................................................................... 115

4.2.2. Các tham số thiết kế ............................................................................ 115

4.2.3. Phƣơng án bố trí công trình................................................................. 116

4.3. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH CHỈNH

TRỊ ................................................................................................................ 118

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 121

KẾT LUẬN ................................................................................................... 121

KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 123

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........ 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 126

PHỤ LỤC ...................................................................................................... 133

vi

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 0.1. Đoạn Phân lạch Long Khánh trên sông Tiền....................................2

Hình 0.2. Sạt lở đầu Cù lao Long Khánh ......................................................... 3

Hình 0.3. Sạt lở bờ phải lạch Long Khánh-xã Long Thuận .............................. 3

Hinh 0.4. Sạt lở bờ sông Hậu tại khu vực Long Xuyên (An Giang) ................ 4

Hình 0.5. Sạt lở ở khu vực Cồn Sơn, 2010 ....................................................... 5

Hình 1.1. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Mỹ ........................... 17

Hình 1.2. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Âu .................. 18

Hình 1.3. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Á .................... 19

Hình 1.4. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Việt Nam ................. 22

Hình 1.5. Bình đồ lòng sông Hồng qua Hà Nội vào tháng 7/1985 ................. 23

Hình 1.6. Mặt bằng đoạn sông sau khi chỉnh trị (1991) ................................. 24

Hình 1.7. Sơ đồ bố trí công trình đoạn phân lạch Trung Hà -sông Đà ........ 24

Hình 1.8.Tác dụng bồi tụ, chống sạt lở của các mỏ hàn trên lạch trái ........... 25

Hình 1.9. Hiệu quả bồi lấp lạch phải bằng đê hƣớng dòng chữ ................ 26

Hình 1.10. Công trình chỉnh trị đoạn Quản Xá trên sông Chu ....................... 27

Hình 1.11. Hình ảnh đoạn sông Quản Xá sau chỉnh trị ................................. 28

Hình 1.12. Sơ đồ bố trí cụm công trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên đã xây

dựng trên sông Hồng đoạn Hà Nội ................................................................. 29

Hình 1.13. Các hình ảnh về hệ thống công trình Phú Gia- Tứ Liên ............... 30

Hình 1.14. Phân tích kết cấu dòng chảy tại khu vực công trình Phú Gia - Tứ

Liên .................................................................................................................. 31

Hình 1.15. Nhánh sông mới mở năm 2001 Vu Gia - Quảng Huế .................. 33

Hình 1.16. Hình ảnh phá hoại công trình Quảng Huế (2007) ......................... 33

Hình 2.1.Các loại sông phân lạch ................................................................... 41

Hình 2.2.Phân loại sông phân lạch theo các tác giả [33] ................................ 41

vii

Hình 2.3.Mặt bằng tổng thể mô hình thí nghiệm ............................................ 50

Hình 2.4. Sơ đồ các loại giải pháp điều chỉnh tỷ lệ phân lƣutại sông phân

lạch…………………………………………………………………….……. 57

Hình 2.5.Các hình ảnh hoạt động nghiên cứu mô hình thí nghiệm ................ 59

Hình 2.6. Thiết bị nghiên cứu thí nghiệm ....................................................... 61

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí các mặt cắt đo đạc ....................................................... 62

Hình 2.8. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 63

Hình 2.9.Sơ đồ các bƣớc ứng dụng mô hình MIKE21C để nghiên cứu thủy

động lực và bồi xói tại VNC .......................................................................... 66

Hình 2.10. Địa hình sông Tiền khu vực Tân Châu - Hồng Ngự năm 2009 .... 67

Hình 2.11. Sơ đồ chia lƣới khu vực Tân Châu - Hồng Ngự ........................... 68

Hình 2.12. Biên lƣu lƣợng ở thƣợng lƣu 2009-2011 ...................................... 69

Hình 2.13. Biên mực nƣớc ở hạ lƣu 2009-2011 ............................................. 69

Hình 2.14. Số liệu bùn cát biên thƣợng lƣu 2009-2010 .................................. 70

Hình 2.15. Số liệu bùn cát biên hạ lƣu 2009-2010 ........................................ 70

Hình 2.16. So sánh lƣu lƣợng trích xuất từ 21C vớ

1-1,2-2,3-3 ........................... 73

Hình 2.17. Phân bố lƣu tốc mô phỏng bằng MIKE 21C ................................. 74

Hình 2.18. Phân bố lƣu tốc thực đo bằng thiết bị ADCP ............................... 74

Hình 2.19. So sánh biến đổi lòng dẫn giữa mô phỏng bằng MIKE 21C và thực

đo 2010 ............................................................................................................ 74

Hình 2.20. So sánh Q thực đo và Q MIKE 21C tại Tân Châu năm 2011 ....... 74

Hình 3.1. Các bãi bồi đầu lạch phụ ................................................................. 82

Hình 3.2. So sánh hình dạng bãi giữa trên các đoạn phân lạch của sông Hồng

và sông Cửu Long ........................................................................................... 86

Hình 3.3. Đồ thị quan hệ giữa các yếu tố thủy lực và tỷ lệ phân lƣu thực đo. 89

Hình 3.4. Đƣờng cong quan hệ giữa các tham số công trình hƣớng dòngvà tỷ

viii

lệ phân lƣu tăng lên ở lạch trái ...................................................................... 100

Hình 3.5. Đƣờng cong quan hệ giữa các tham số công trình đập khóavà tỷ lệ

phân lƣu nhánh trái ........................................................................................ 105

Hình 3.6. Đƣờng cong quan hệ giữa lƣu lƣợng và tỷ lệ phân lƣu nhánh trái

ứng với cao trình đập khóa -8m .................................................................... 106

Hình 3.7.Hiệu quả tăng lƣu lƣợng vào lạch trái của các giải pháp tổ hợp .... 109

Hình4.1.Vị trí địa lý của đoạn sông Tân Châu- Hồng Ngự ........................ 113

4.2.Quy họach chỉnh trị đọan Tân Châu - Hồng Ngự ........................... 117

Hình 4.3. Phân chia lƣu lƣợng đoạn TC-HN khi có công trình .................... 118

Hình 4.4. Phân bố trƣờng vận tốc khi có công trình ..................................... 119

Hình 4.5. Bình đồ lòng dẫn sau 2 năm xây dựng công trình ....................... 119

ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Hệ thống mỏ hàn xây dựng tại Nhật Tân - Tứ Liên ....................... 29

Bảng 2.1.Tỷ lệ phân lƣu thực đo trên đoạn phân lƣu từ Tân Châu đến Hồng

Ngự trên sông Tiền (không tính lạch Cái Vừng)(%) ...................................... 47

Bảng 2.2. Tỷ lệ phân lƣu thực đo trên đoạn phân lƣu cù lao Ông Hổ trên sông

Hậu (%) ........................................................................................................... 47

Bảng 2.3.Tỷ lệ phân lƣu thực đo trên đoạn phân lƣu cù lao Thốt Nốt (%) .... 47

Bảng 2.4. Các cấp lƣu lƣợng - mực nƣớc thí nghiệm ..................................... 53

Bảng 2.5. Các trƣờng hợp thí nghiệm ............................................................. 54

Bảng 2.6. Đánh giá độ chính xác của mô hình theo các chỉ số NSE, RSR .... 72

Bảng 3.1. Thống kê các đoạn sông phân lạch trên sông Tiền, sông Hậu ....... 76

Bảng 3.2. Đặc trƣng hình học các đoạn phân lạch nghiên cứu trong vùng

ĐBSCL ............................................................................................................ 81

Bảng 3.3. Tổng hợp các số liệu thực đo về tỷ lệ phân lƣu và đặc trƣng hình

thái các lạch ..................................................................................................... 88

Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng trong điều kiện

hiện trạng, dƣới các lƣu lƣợng thí nghiệm ...................................................... 97

Bảng 3.5.Tổng hợp kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp

dụng giải pháp HD.1A .................................................................................... 98

Bảng 3.6.Tổng hợp kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp

dụng giải pháp HD.1B ..................................................................................... 99

Bảng 3.7. Độ tăng lên của tỷ lệ % lƣu lƣợng cho lạch trái ............................. 99

Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng

giải pháp công trình ĐD.2A .......................................................................... 101

Bảng 3.9. Độ tăng tỷ lệ lƣu lƣợng ở lạch trái khi áp dụng các giải pháp đón

dòng ĐD. 2A(ở lƣu lƣợng tạo lòng 14.000 m3/s) ......................................... 101

x

Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 3 lạch phải (ĐK.3) ........................................ 102

Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 4 lạch phải (ĐK.4) ........................................ 103

Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 5 lạch phải (ĐK.5) ........................................ 104

Bảng 3.13. Độ tăng lƣu lƣợng vào lạch trái của các phƣơng án bố tríđập khóa

trong lạch phải ............................................................................................... 105

Bảng 3.14. Tỷ lệ phân lƣu khi thanh thải ngƣỡng cạn lạch trái đến độ sâu-8m107

Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp TH.A ..................................................................................................... 108

Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp TH.B ..................................................................................................... 108

Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải

pháp TH.C ..................................................................................................... 109

Bảng 3.18.Tổng hợp độ tăng tỷ lệ lƣu lƣợng ở lạch trái khi áp dụng các giải

pháp công trình tổ hợp ( ở lƣu lƣợng tạo lòng 14.000 m3/s) ........................ 109

Bảng 4.1. Diễn biến tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng qua các thời kỳ .................... 113

Bảng 4.2. Lƣu lƣợng và mực nƣớc lũ thiết kế .............................................. 115

Bảng 4.3. Lƣu lƣợng và mực nƣớc tạo lòng ................................................. 116

Bảng 4.4. So sánh tỷ lệ phân lƣu hai nhánh hiện trạng và khi có công trình 118

xi

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BĐCM: Bán đảo Cà Mau

CT: Công trình

ĐBBB: Đồng bằng Bắc Bộ

ĐBNB: Đồng bằng Nam Bộ

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

ĐD: Đón dòng

ĐK: Đập khóa

ĐTM: Đồng Tháp Mƣời

HD: Hƣớng dòng

HGN: Hồng Ngự

LK: Long Khánh

MHT: Mô hình toán

MHVL: Mô hình vật lý

NCS: Nghiên cứu sinh

SCL: Sông Cửu Long

TH: Tổ hợp

TGLX: Tứ giác Long Xuyên

VNC: Vùng nghiên cứu

1

MỞ ĐẦU

0.1. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

Sông phân lạch là loại hình sông tồn tại khá phổ biến trên các sông

tƣơng đối lớn vùng đồng bằng.Trong vùng đồng bằng Bắc Bộ(ĐBBB), các

đoạn sông phân lạch xuất hiện gần nhƣ trên khắp các con sông chính.Đi dọc

theo các triền đê ven sông, sẽ luôn bắt gặp những cồn bãi xanh mƣớt cây

trồng bồng bềnh giữa các lạch sông mang nặng phù sa, kể cả đoạn sông Hồng

qua thủ đô Hà Nội. Tại vùng đồng bằng Nam Bộ (ĐBNB), trên sông Tiền và

sông Hậu, có đến hơn 40% tổng số chiều dài là các đoạn sông phân lạch, so

với 20% trên các sông vùng ĐBBB.Đặc điểm chủ yếu của đoạn sông này là

lòng sông thu hẹp 2 đầu, giữa phình ra, dòng chảy chia thành hai lạch hoặc

nhiều lạch, giữa các lạch là bãi giữa (ngƣời Nam Bộ gọi là cù lao hoặc cồn),

có cao trình tƣơng ứng với bãi tràn, trên đó sinh trƣởng thực vật hoặc có dân

cƣ sinh sống. Đặc điểm nổi bật nhất của sông phân lạch là sự phát triển không

đồng đều, không ổn định của các lạch,dẫn đến sự thay đổi ngôi thứ (chính,

phụ) diễn ra ở một mức độ nào đó có tính chu kỳ. Chính những đặc điểm diễn

biến đó, làm cho sông phân lạch gây trở ngại cho thoát lũ, giao thông thủy,

lấy nƣớc và cuộc sống của cƣ dân trên các bãi hoặc ở hai bờ, nếu dòng sông là

địa giới hành chính.Nhƣng sông phân lạch cũng có những khía cạnh có thể

khai thác đáp ứng các yêu cầu về tôn tạo cảnh quan, môi trƣờng sinh thái

phục vụ xây dựng thành phố, du lịch.

0.1.1.Diễn biến lòng dẫn phức tạp ở các đoạn sông phân lạch gây sạt lở

bờ ảnh hƣởng xấu đến an sinh xã hội

- Đoạn phân lạch Long Khánh trên sông Tiền: Đây là đoạn sông phân 3

lạch, biến đổi lòng dẫn rất phức tạp. Trƣớc đây, dòng chủ lƣu đi về nhánh bên

trái (Thƣờng Phƣớc- Hồng Ngự), hiện nay lạch này đang bị lấp dần và nhánh

2

chủ lƣu đi về phía bên phải (Long Thuận).

Hình 0.1. Đoạn Phân lạch Long Khánh trên sông Tiền

Trƣớc 1996, khi lạch trái Hồng Ngự đang sở hữu trên 60% lƣu lƣợng,

sạt lở diễn ra thƣờng xuyên trên chiều dài khoảng 8km thuộc các xã Thƣờng

Phƣớc 1, Thƣờng Phƣớc 2, Thƣờng Thới Tiền, với tốc độ lấn vào bờ hàng

chục mét mỗi năm, đã làm mất rất nhiều đất, nhiều hộ dân phải di dời nhà cửa

nhiều lần.Sau 1996, khi chủ lƣu chuyển sang lạch Long Khánh, sạt lở đặc biệt

nghiêm trọng xảy ra ở bờ hữu thuộc địa phận các xã Long Thuận, Phú Thuận

B. Nhiều vị trí sạt lở sâu vào bờ từ 10 30m. Tại xã Long Thuận, có đoạn bờ

sông đã vào sát đƣờng giao thông, làm sạt lở gần hết đƣờng. Năm 2010, vừa

xảy ra vụ sạt lở gần 1.000m bờ sông, làm đứt thêm 30m đƣờng nhựa, tuyến

giao thông liên xã bị đứt năm đoạn dài.

Hai phía đầu và cuối cù lao Long Khánh, sạt lở cũng xảy ra rất mạnh,

sâu vào bờ từ 20 30m /năm, đã làm mất nhiều nhà cửa và diện tích đất canh

tác.

3

Hình 0.2. Sạt lở đầu Cù lao Long Khánh

Hình 0.3. Sạt lở bờ phải lạch Long Khánh-xã Long Thuận

- Đoạn phân lạch cù lao ông Hổ trên sông Hậu: Đây là đoạn sông có

chiều dài khoảng 10km, nằm trên sông Hậu, khu vực thành phố Long Xuyên,

gồm có cù lao Ông Hổ, cù lao Phó Ba, biến động mạnh tốc độ sạt lở trung

bình 15m/năm. Bên cạnh đó đối diện với thành phố Long Xuyên là cù lao Phó

Ba đang trong giai đoạn xói lở mạnh với tốc độ hàng năm lên tới 30m/năm cả

4

đầu và đuôi cù lao. Ƣớc tính xói lở tại các cù lao thuộc khu vực thành phố Long Xuyên mỗi năm đã cuốn trôi khoảng hơn 50.000 m2, làm cho hàng trăm

hộ dân rơi vào cảnh mất nhà cửa hoặc phải di dời.

Hình 0.4. Sạt lở bờ sông Hậu tại khu vực Long Xuyên (An Giang)

-Các đoạn phân lạch trên sông Hậu khu vực thành phố Cần Thơ: Hiện

tƣợng xói lở trên sông Hậu thuộc địa bàn thành phố Cần Thơ diễn ra ở mức

độ khác nhau theo không gian và thời gian.Đoạn sông này có 4 đoạn phân

lạch chính: Cồn Tân Lộc, Cồn Khƣơng, Cồn Sơn và cồn Ấu, có tổng diện tích

khoảng 3.700ha.

Khu vực cồn Tân Lộc thuộc quận Thốt Nốt (3.200ha), đầu cồn sạt lở

mạnh, đất bờ có dạng hàm ếch, chƣa có biện pháp phòng chống, trên dọc

tuyến hai bên cồn chỗ nào sạt mạnh ngƣời dân và chính quyền địa phƣơng

đóng cọc dừa hoặc cừ tràm, gia cố bao tải cát để bảo vệ.

Tại khu vực Cồn Sơn (69ha), tốc độ xói lở lớn, nhất là khu vực đầu cồn

10,8m/năm. Trong qui hoạch tƣơng lai, Cồn Sơn sẽ là khu du lịch, khu nghỉ

5

, đây là những điểm lý tƣởng đến tôn lên nét đẹp đô thị sông

nƣớc của thành phố Cần Thơ. Hiện nay, Cồn Sơn là khu vực tập trung nhiều

các ao nuôi cá Tra và cá Ba Sa, đất trồng cây ăn trái. Tại đầu cù lao Sơn, xói

lở diễn ra rất mạnh, theo nghiên cứu sinh (NCS) đo đƣợc từ ảnh vệ tinh, qua 6

năm, tốc độ sạt lở khoảng 65m. Do sạt lở uy hiếp, ngƣời dân đã dùng nhiều

biện pháp để giữ đất: trồng cây, cừ cọc tre, bao tải cát,…(xem hình 0.5).

Khu vực Cồn Khƣơng (293ha), cũng giống nhƣ Cồn Sơn,sạt lở ở Cồn

Khƣơng diễn ra gần nhƣ trên toàn chu vi, đặc biệt đầu cồn sạt lở mạnh, có

chỗ vào sâu 8÷10m. Cồn Khƣơng đang đƣợc quy hoạch thành khu biệt thự

cao cấp, nhà hàng, du lịch, cần thiết phải tính toán phạm vi an toàn, và bố trí

công trình để tôn tạo cảnh quan và bảo vệ những công trình nơi đây.

Hình 0.5. Sạt lở ở khu vực Cồn Sơn, 2010

- Đoạnphân lạch An Bình trên sông Cổ Chiên (tỉnh Vĩnh Long): An

Bình là đoạn phân lạch lớn nằm ở ngã ba sông Tiền và sông Cổ Chiên, phía

hạ lƣu cầu Mỹ Thuận. Quá trình diễn biến lòng sông và đặc trƣng hình thái

sông của khu vực này chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố: dòng chảy thƣợng nguồn,

dòng bùn cát, dòng triều. Về hình thái lòng sông khu vực này biến đổi rất lớn

trong hàng chục năm qua. Dòng chủ lƣu của dòng chảy ép sát bờ tả (bến phà

6

Mỹ Thuận) sau đó chuyển hƣớng về phía bờ hữu (Vĩnh Long) gây xói lở

mạnh ở khu vực thành phố Vĩnh Long.

- Đoạn phân lạch Đồng Phú trên sông Tiền (tỉnh Tiền Giang): Đây là

đoạn phân lạch nằm trên sông Tiền, phía hạ lƣu cầu Mỹ Thuận, phải nói trong

vòng 10 năm cù lao này đã phát triển mạnh mẽ. Năm 2001 chỉ là một dải đất

rất nhỏ nằm ở bờ phải khúc sông cong của sông Tiền, đến nay cù lao này đã

dịch chuyển về phía hạ lƣu khoảng 304m (ở đầu cù lao) và 598m (phía đuôi

cù lao), tốc độ bình quân xấp xỉ 40m/năm. Nhƣ vậy ở cù lao này sau 7 năm từ

một bãi non thành một vùng đất để ngƣời dân khai thác nuôi trồng thủy sản

rất có giá trị.

0.1.2.Nhu cầu ổn định các cù lao trên sông để khai thác vào các mục tiêu

kinh tế- xã hội

Ngoài mục tiêu chống sạt lở trong các lạch để bảo đảm an sinh xã hội,

chống bồi lấp suy thoái lạch chạy tàu, chỉnh trị sông phân lạch còn hƣớng đến

phát triển kinh tế trên đất cù lao. Một nhà đầu tƣ Nhật Bản sau khi tham quan

Cồn Ấu (Cần Thơ) nhận xét: “Chỉ cần bán không khí cũng hốt bạc”. Hiện

nay, việc khai thác các cù lao trên sông phục vụ phát triển kinh tế đang diễn ra

ở nhiều tỉnh, thành Nam Bộ.

Cù lao Thới Sơn (Tiền Giang) nối kết với các cù lao Bến Tre, cồn Ấu

(Cần Thơ) với khu du lịch Phù Sa, cù lao An Bình (Vĩnh Long)… đã định

hình thành tuyến du lịch sông nƣớc nhộn nhịp suốt đêm ngày. Hàng loạt cồn

trong vùng đƣợc quy hoạch thành khu du lịch, giải trí, nghỉ dƣỡng cao cấp.

Cù lao Long Trị thuộc xã Long Đức, thành phố Trà Vinh, với diện tích

tự nhiên gần 200ha, nằm trải dài hơn 7km giữa dòng sông Cổ Chiên. Ngành

du lịch địa phƣơng đang triển khai kế hoạch hình thành một tuyến du lịch sinh

thái sông nƣớc trên chuỗi cù lao này.

7

Ở Cần Thơ, dự án du lịch quốc gia “Hệ thống 5 cồn dọc sông Hậu, mỗi

cồn là một làng du lịch". Một dự án có tổng đầu tƣ 490 tỷ đồng vừa đƣợc khởi

công đầu tháng 6-2011: khu du lịch Sông Hậu rộng 94.550m² trên một cồn

“nửa nổi nửa chìm” (nổi lên khi nƣớc cạn và chìm xuống khi nƣớc lên) ngay

ngã ba sông đối diện bến Ninh Kiều.

Từ các trình bày ở trên, thấy rõ ràng, chỉnh trịđể bảo vệ an toàn và khai

thác tiềm năng kinh tế trên các đoạn sông phân lạch là một nhu cầu thực tế

bức xúc cho sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội và môi trƣờng vùng Đồng

bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).

0.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

Chỉnh trị sông phân lạch là một vấn đề khoa học-công nghệ khó, một số

công trình đã xây dựng không những không đạt đƣợc mục tiêu cải thiện tình

hình, mà còn gây ra những hậu quả xấu,ví dụ nhƣcông trình chỉnh trị đoạn

Dền trên sông Đuống (đợt đầu- những năm đầu của thập kỷ 60 thế kỷ trƣớc),

công trình chỉnh trị đoạn Phú Gia-Tứ Liên trên sông Hồng, khu vực Hà Nội;

công trình chỉnh trị sông Quảng Huế, Quảng Nam (đợt đầu)...

Vấn đề khoa học quyết định sự thành bại của công trình chỉnh trị sông

phân lạch chính làsự điều chỉnh tỷ lệ phân nƣớc và phân cát giữa các lạch.

Do sự phân nƣớc, phân cát tại nút phân lạch thƣờng không đồng đều về

số lƣợng và về sự phân bố trên chiều thẳng đứng, tùy theo hình thái lòng sông

và các quá trình thủy văn, bùn cát từ thƣợng lƣu đến. Để nắm đƣợc các quy

luật phân bố này và các yếu tố ảnh hƣởng, yêu cầu phân tích sâu sắc đầy đủ

cơ chế chuyển động theo không gian và thời gian của các yếu tố thủy thạch

động lực vùng nghiên cứu. Từ đó, mới có thể vạch ra các giải pháp điều chỉnh

theo các kịch bản chỉnh trị.

Hiệu quả của các giải pháp chỉnh trị lại phụ thuộc vào việc bố trí không

gian (cả trên mặt bằng và trên mặt thẳng đứng) của hệ thống công trình, nhƣ

8

vị trí tuyến, góc độ, chiều dài, chiều rộng, cao trình đỉnh, khoảng cách...Ngoài

ra còn phụ thuộc vào kết cấu công trình (khối đặc hay xuyên thông, bình

thƣờng hay đảo chiều hoàn lƣu...).Nói tổng quát là cần có sự phân tích chính

xác về đối tƣợng chỉnh trị (phần lòng dẫn bố trí công trình) và đối tƣợng tác

động (dòng chảy hay lòng dẫn).

Thực hiện những nghiên cứu trên là tiến hành nghiên cứu các vấn đề

biến động cả về không gian lẫn thời gian, tƣơng tác giữa chất lỏng (dòng

chảy), chất rắn (công trình)và chất rời (bùn cát)nên cần huy động nhiều

phƣơng pháp phối hợp nhau nhƣ chỉnh lý số liệu thực đo, mô hình vật lý

(MHVL) và mô hình toán (MHT). Do đó, kết quả nghiên cứu sẽ mang tính

thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm và có phạm vi ứng dụng xác định.

0.3. MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN

Nghiên cứu các loại giải pháp công trình điều chỉnh tỷ lệ phân chia lƣu

lƣợng trong chỉnh trị sông phân lạch và đánh giá hiệu quả của chúng khi áp

dụng các phƣơng án bố trí không gian khác nhau.

Trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm, đặc trƣng và yêu cầu chỉnh trị của

các đoạn sông phân lạch vùng ĐBSCL, nghiên cứu đề xuất phƣơng án bố trí

không gian hợp lý cho các giải pháp công trình để đạt mục tiêu chỉnh trị cho

một vài đoạn sông phân lạch trọng điểm trên sông Cửu Long (SCL).

0.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Phân loại và phân tích đặc điểm hình thái, diễn biến, nêu rõ bản chất và quá

trình hình thành, phát triển của các đoạn sông phân lạch vùng ĐBSCL, chỉ ra

rằng đó là dấu tích của các delta triều cửa sông trong quá trình lấn ra biển.

2.Thông qua chỉnh lý số liệu thực đo, đề xuất phƣơng pháp xác định tỷ lệ

phân chia lƣu lƣợng trong đoạn sông phân lạchvùng triều sông theo quan hệ

giữa các yếu tố hình thái lòng sông các lạch và các yếu tố thủy lực dòng chảy.

Từ đó chỉ ra độ nhạy của các yếu tố tác động đến tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng.

9

3.Bằng phƣơng pháp thí nghiệm thủy lực trên MHVL, nghiên cứu xây dựng

các biểu đồ đánh giá hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng của các sơ

đồ bố trí không gian khác nhau trong công trình chỉnh trị sông phân lạch vùng

triều sông, phục vụ lựa chọn phƣơng án công trình thích hợp với mục tiêu

chỉnh trị.

4.Ứng dụng các kết quả nghiên cứu, thông quaphần mềm MIKE 21C, tiến

hành các thí nghiệm số trên mô hình toán lòng động, đánh giá hiệu quảcủa các

phƣơng ánbố trí hệ thống công trình cho hiệu quả đề ra trong chỉnh trị đoạn

phân lạch Cù lao Long Khánh trên sông Tiền.

10

CHƢƠNG1

TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG

TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH

1.1. CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SÔNG PHÂN LẠCH

1.1.1. Nhu cầu nghiên cứu đoạn sông phân lạch

Sông phân lạch là đoạn sông nằm giữa nút phân lƣu và nút hợp lƣu trên

cùng một tuyến sông, lòng dẫn của nó tồn tại các cồn bãi có cao trình ngang

thềm bãi tràn, tách dòng chảy đơn lạch thành 2 hoặc nhiều lạch.Đây là loại

sông tồn tại rất phổ biến trên các sông tƣơng đối lớn vùng đồng bằng. Ở nƣớc

ta, ở cả 3 vùng miền Bắc, Trung, Nam, nhất là trong vùng ĐBBB, ĐBSCLđều

tồn tại phổ biến lọai sông này.

- Trên sông Hồng, chỉ trên 34km chảy qua Hà Nội đã có 5 đoạn phân

lạch nối tiếp nhau, tổng cộng dài trên 15km, chiếm 44% tổng chiều dài đoạn

sông.

- Trên sông Đồng Nai, đoạn qua tỉnh Đồng Nai từ Hồ Trị An đến sông

Nhà Bè dài 96km, có 3 đoạn sông phân lạch với tổng chiều dài 16,7 km,

chiếm 17% tổng chiều dài đoạn sông.

- Trên sông Tiền, từ biên giới Việt Nam – Campuchia về đến cầu Mỹ

Thuận dài 126km, đã có 4đoạn phân lạch với tổng chiều dài 56,6km, chiếm

45% tổng chiều dài đoạn sông.

- Trên sông Hậu, từ Châu Đốc về Cần Thơ dài 139 km, có 6 đoạn phân

lạch với tổng chiều dài 48,9 km, chiếm 35% tổng chiều dài đoạn sông.

Không phải tất cả các đoạn sông phân lạch đều xấu, sông phân lạch có

những khía cạnh có thể khai thác đáp ứng các yêu cầu về tôn tạo cảnh quan,

môi trƣờng sinh thái phục vụ xây dựng thành phố, du lịch.

Trong đoạn sông phân lạch, do dòng nƣớc và bùn cát vận chuyển theo

các lạch riêng biệt, trạng thái chuyển động của nƣớc và cát luôn khó duy trì

11

ổn định, dễ gây ra diễn biến của lạch, gây những ảnh hƣởng bất lợi cho các

ngành kinh tế - xã hội - môi trƣờng.

Trong sông phân lạch các nút phân lƣu và hội lƣu đều là những vị trí co

hẹp ổn định, ít thay đổi.Dƣới lƣu lƣợng tạo lòng, tổng chiều rộng của các lạch

thƣờng lớn hơn chiều rộng ở đoạn đơn lạch, nhƣng độ sâu trung bình của các

lạch lại nhỏ hơn độ sâu trung bình sông đơn lạch. Đặc điểm diễn biến nổi bật

nhất của sông phân lạch là các lạch không ổn định và sự thay đổi ngôi thứ

diễn ra ở một mức độ nào đó có tính chu kỳ. Chính những đặc điểm diễn biến

đó, làm cho sông phân lạch có thể gây trở ngại cho thoát lũ, giao thông thủy,

lấy nƣớc và cuộc sống của cƣ dân trên các bãi hoặc ở hai nếu dòng sông là địa

giới hành chính.

Do vậy, sông phân lạch đãtrở thành đối tƣợng nghiên cứu của các nhà

khoa học trong nƣớc và trên thế giới.

1.1.2. Các vấn đề nghiên cứu

Tổng quan các nội dung nghiên cứu của các nhà khoa học trong nƣớc

và trên thế giới vềsông phân lạch từ trƣớc đến nay, có thể gom lại ở7 vấn đề

sau:

1. Điều kiện hình thành và phát triển sông phân lạch.

2. Phân loại sông phân lạch.

3. Những vấn đề thủy lực: tính toán phân chia lƣu lƣợng các lạch; kết cấu

dòng chảy tại các nút phân lƣu và hợp lƣu.

4. Tính toán chia nƣớc và chia cát trong sông phân lạch.

5. Dự báo sự phát triển và suy vong giữa các lạch.

6. Tính toán xác định phƣơng án bố trí và kích thƣớc đập khóa trong giải pháp

hạn chế dòng chảy lạch phụ.

7. Xác định phƣơng án bố trí không gian hệ thống công trình điều chỉnh tỷ lệ

phân chia lƣu lƣợng sông phânlạch.

12

1.1.3. Phƣơng Pháp nghiên cứu

Chỉnh trị sông phân lạch là một vấn đề thủy động lực học 3 chiều

không gian và 1 chiều thời gian, rất phức tạp.Nghiên cứu dựa vào thu thập,

chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo từ sông thiên nhiên là phƣơng pháp đƣợc

chú trọng từ thời kỳ đầu cho suốt đến hiện nay. Những công trình nghiên cứu,

kể cả một số luận án tiến sĩ, gần đây nhất ở các mức độ khác nhau vẫn dựa

vào phƣơng pháp này, có thể kể đến các công trình của [2], [3], [4], [18],

[42],[62].

Phƣơng pháp MHVL đã đƣợc ứng dụng rộng rãi từ những năm 60 của

thế kỷ trƣớc trong các công trình[4], [9], [11], [32], [44], [53], [59]nhất là từ

khi có các thiết bị nghiên cứu hiện đại nhƣ PIV,...

Từ những năm 90 của thế kỷ XX, với sự tiến bộ vƣợt bậc của kỹ thuật

tính toán, phƣơng pháp mô phỏng số trị đã đƣợc ứng dụng ngày càng nhiều,

cho đến nay, mô hình toán đƣợc xem nhƣ là phƣơng pháp chủ lực, thu đƣợc

những kết quả quan trọng. Điều này có thể thấy rất rõ trong các công trình của

[1], [15], [22], [24], [25], [27], [31], [42], [59].

Nhìn chung bộ ba: "Thực đo-mô hình vật lý- mô hình toán" vẫn là "tam

pháp bảo" cho các vấn đề động lực học dòng sông và chỉnh trị sông, trong đó

có các vấn đề chỉnh trị sông phân lạch.

1.2. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1. Nguyên nhân hình thành sông phân lạch

Do định nghĩa có khác nhau về sông phân lạch nêncác nhà khoa học

trên thế giới cũng có nhiều nghiên cứu về nguyên nhân hình thành đoạn sông

phân lạch. Trong luận án này, chỉ đề cập đến loại sông phân lạch ở đoạn tiếp

cận cửa sông vùng đồng bằng.

Với loại sông này,Xie J.H (1997) và Xu J. (1996)[53], [54], cho rằng:

13

Nguyên nhân chủ yếu hình thành đoạn sông phân lạch là dòng chảy cắt ngang

qua gốc bãi bên hoặc doi cát.Trên những đoạn sông thẳng hoặc ở những đoạn

sông uốn khúc phát triển không đầy đủ, có thể xuất hiện những bãi bên khá

rộng. Dòng chảy mùa kiệt quá uốn khúc, đến mùa lũ mặt cắt dòng chảy lại

rộng và nông, cản trở dòng chảy, dễ tạo điều kiện để trục động lực kéo thẳng,

cắt qua gốc bãi bên, hình thành bãi giữa và 2 lạch. Trƣờng hợp cắt doi cát

cũng xảy ra tƣơng tự. Do doi cát không ngừng kéo dài, mực nƣớc trong và

ngoài doi cát có độ chênh đáng kể. Mùa lũ, nƣớc tràn qua có độ dốc lớn, dễ

dàng cắt doi cát thành bãi giữa. Những bãi giữa do doi cát tạo thành thƣờng

có diện tích nhỏ, dễ bị dòng chảy mùa lũ cuốn đi. Lạch mới dễ bị lấp vì doi

cát cũ tiếp tục phát triển.

Để hình thành đoạn sông phân lạch cần có 2 điều kiện:

1. Sông tƣơng đối rộng để bãi bên có khả năng phát triển đầy đủ. Để có

điều kiện đó, yêu cầu bờ sông dễ xói hơn so với bờ đoạn sông thẳng, nhƣng

lại khó xói hơn so với bờ sông uốn khúc.Vì có nhƣ vậy, lòng sông vừa có thể

xói để mở rộng, vừa hạn chế tốc độ để không biến thành sông uốn khúc.Nếu ở

đầu và cuối đoạn bị khống chế đoạn bờ khó xói, càng dễ xúc tiến hình thành

mặt bằng sông dạng dạ dày của sông phân lạch.

2. Điều kiện quan trọng để duy trì sự ổn định của sông phân lạch là sự

khác nhau của vị trí trục động lực của mùa lũ và mùa kiệt. Nếu hình dạng

lòng sông thƣợng lƣu tạo thế để trục động lực xuyên qua vùng gốc bãi, thì

việc hình thành phân lạch càng thuận lợi.Vì nhƣ vậy, vừa ngăn chặn sông tự

phát triển thành vòng cong, vừa tăng cƣờng sự ổn định của lạch. Rất nhiều

đoạn phân lạch ổn định là vì lý do đó. Ở đây, phƣơng hƣớng dòng chảy mùa

lũ, không giống nhƣ ở đoạn sông uốn khúc dịch chuyển theo sự xói lở của bờ

lõm làm giảm khả năng cắt gốc bãi, mà thƣờng xuyên thúc vào gốc bãi, làm

nó không thể biến thành bãi tràn mà lại bị cắt rời khỏi bờ.

14

Sông phân lạch thƣờng xuất hiện trên các sông tƣơng đối lớn. Bãi tràn

cao; địa chất là sét hoặc đất thịt pha sét; kết cấu hai lớp trên sét dƣới cát

không rõ; mặt bãi có thực vật sinh trƣởng là những điều kiện thƣờng thấy ở

sông phân lạch.

1.2.2. Diễn biến sông phân lạch

Ở đây, chỉ đề cập đếndiễn biến tự nhiên của sông phân lạch, không nói

đến các diễn biến do tác động của con ngƣời nhƣ khai thác cát,xây đập bịt

lạch.

Các lạch luôn luôn trong quá trình phát sinh, phát triển và suy thoái.Lạch

mới hình thành luôn là lạch có xu thế phát triển, còn lạch cũ thƣờng là lạch có

xu thế suy thoái. Quá trình này nói chung rất chậm chạp và tồn tại một mức

độ thay đổi ngôi thứ qua lại có tính chu kỳ [35], [37],[42], [53]. Lạch suy

vong có khi chuyển hóa thành lạch mới, ngƣợc lại lạch mới hình thành lại có

xu thế chuyển hóa thành lạch suy vong, tùy thuộc vào sự thay đổi của điều

kiện khách quan: Ví dụ liên tục mấy năm liền xảy ra lũ lớn, sự dịch chuyển về

hạ lƣu của bãi bên thƣợng lƣu, sự thay đổi hình dạng trên mặt bằng của lòng

sông mùa nƣớc trung v.v...

Cùng với sự phát triển của các lạch, các bãi giữa cũng luôn ở quá trình

phát triển không ngừng. Quá trình phát triển của bãi giữa thƣờng là: Bãi giữa

dần mở rộng, bồi cao để biến thành đảo giữa. Đảo giữa tƣơng đối ổn định, ít

khi dịch chuyển về hạ lƣu.Khi bờ sông đầu bãi dễ xói, do lòng sông mở rộng,

bùn cát lắng đọng, đầu bãi không những không bị xói mòn mà còn bị bồi

ngƣợc lên.Sau khi cao trình mặt bãi nâng lên, thực vật sinh trƣởng, càng xúc

tiến tốc độ bồi lắng của bãi giữa.Nếu một lạch suy vong đảo giữa nối liền với

bờ và chuyển hoá thành bãi tràn, sông phân lạch chuyển thành đơn lạch. Do

đó, sông phân lạch nói chung chỉ là một giai đoạn nhất định trong quá trình

vận động của dòng sông, mặc dù giai đoạn đó có thể kéo dài hàng chục năm.

15

Trên các bãi tràn của đoạn sông phân lạch, có thể tình thấy dấu vết của những

đoạn sông chết song song với bờ.

Do các lạch thay đổi ngôi thứ không ổn định, vùng phân lƣu và hợp lƣu

thƣờng có ngƣỡng cạn dẫn tới đoạn sông phân lạch thƣờng gây trở ngại cho

giao thông đƣờng thủy. Trong giai đoạn lạch mới phát triển cũng gây xói lở

mạnh uy hiếp đến sự an toàn của đê điều, vùng dân cƣ.

Đối với vùng có lòng dẫn là cát mịn hoặc bùn sétnhƣ ở đồng bằng sông

Cửu Long không nhiều.Nghiên cứu bằng phƣơng pháp thực nghiệm [53]

nghiên cứu bằng MHVL [57] và phƣơng pháp suy luận, diễn giải [51]. Theo

(1.1)

Slingerland &nnk(1998, [51]) điều kiện để ổn định một nút phân lƣu nhƣ sau:

Trong đó:

- B, Q, qstƣơng ứng là chiều rộng, lƣu lƣợng và sức tải cát đơn vị;

- Chỉ số 1, 2 chỉ tên nhánh sông;

- k là hằng số thực nghiệm;

Công thức (1.1) cho thấy, tƣơng quan giữa chiều rộng, bùn cát và nƣớc

có tính tỷ lệ nghịch, nếu lạch này phát triển thì lạch kia sẽ co hẹp.

1.2.3.Công trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch

Chỉnh trị sông phân lạch thƣờng có nhiều mục tiêu, song phát triển sớm nhất

và phổ biến nhất là chỉnh trị sông phân lạch phục vụ ổn định và cải tạo luồng

lạch giao thông thủy. Sau đó, là chỉnh trị đoạn sông phân lạch để tăng khả

năng thoát lũ, chống sạt lở bờ sông. Gần đây, việc chỉnh trị sông phân lạch

còn nhằm mục tiêu khai thác các bãi giữa vào giải trí, du lịch, cảnh quan đô

thị. Tựu trung, có các loại công trình sử dụng trong chỉnh trị sông phân lạch

nhƣ sau:

16

- Công trình ổn định hiện trạng: kè mõm cá ở đầu và cuối bãi giữa; gia

cố bờ.

- Công trình chống sạt lở bờ sông lạch chính: Gia cố bờ, hệ thống mỏ

hàn, kết hợp công trình điều chỉnh tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng.

- Công trình điều chỉnh tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng: Công trình hƣớng

dòng (HD) đặt bên bờ sông lạch cần giảm lƣu lƣợng; công trình đón dòng

(ĐD), đặt đầu mũi bãi giữa; công trình đập khóa ngầm (đập dâng) đặt trong

lòng sông lạch cần giảm lƣu lƣợng; công trình phân dòng đặt ở đuôi bãi giữa,

nạo vét ngƣỡng cạn trong lạch suy thoái.

- Công trình dùng đập khóa (ĐK) bịt lấp hẳn lạch phụ, biến đoạn phân

lạch thành đơn lạch.

Sau đây đơn cử 1 số công trình:

1. Ở châu Mỹ:

Việc chỉnh trị sông phân lạch đƣợc tiến hành nhiều nhất vào thời kỳ cuối

thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, tập trung trên các sông Mississippi và Misouri

của Mỹ. Cho đến nay, vẫn còn có thể nhận thấy các công trình đó khá rõ trên

Công trình hƣớng dòng từ bờ lạch phụ trên sông Missouri, vùng South Dakota (Mỹ).

Công trình đón dòng từ đầu bãi giữa, trên đoạn Peru, sông Misouri, (Mỹ).

hình ảnh của Google Earth.

17

Công trình tôn tạo cù lao Choctaw thuộc sông Mississippi, Mỹ. lạch trên

Công trình bịt 2 lạch phụ để tăng sông giữa cƣờng Mississippi, khu vực Innis, Mỹ.

Hình 1.1. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Mỹ

2. Ở Châu Âu:

Kè mõm cá kết hợp đón dòng trên sông Seine (Paris, Pháp). Gia cố bãi giữa trên sông Dunai chảy qua Budapest, Hungary.

trình đón dòng trên sông

Công Garona, Pháp.

Đập khóa ngầm lạch phụ , điều chỉnh dòng chảy cửa vào lạch chính trên sông Dunai, Serbi.

18

Công trình hƣớng dòng đầu lạch phụ trên sông Rhine (Đức). Công trình bịt lạch phụ, hƣớng dòng lạch chính, trên sông Dunai, vùng Komarno, Slovakia.

Hình 1.2. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Âu

3. Ở Châu Á:

Trung Quốc là quốc gia có nhiều sông lớn nhƣ Dƣơng Tử (Trƣờng

Giang), Hoàng Hà,... các đoạn sông phân lạch không ổn định tồn tại khắp nơi,

nên việc chỉnh trị sông phân lạch rất phát triển. Ở Trung Quốc, chỉnh trị sông

phân lạch chủ yếu phục vụ luồng lạch giao thông thủy, phần lớn là công trình

bịt lạch phụ để tăng cƣờng cho lạch chạy tàu. Ở Nhật Bản, Triều Tiên, Hàn

Quốc... các đoạn sông phân lạch qua thành phố đều đƣợc tôn tạo thành yếu tố

cảnh quan thu hút du lịch.

Chỉnh trị đoạn phân lạch trên sông Bắc, Quảng Đông,Trung Quốc. Công trình đón dòng đoạn phân lạch Nhạc Dƣơng trên sông Trƣờng Giang, Trung Quốc.

19

Công trình trên sông Châu Giang, Quảng Đông, Trung Quốc. Công trình chỉnh trị đoạn phân lạch sông Tây Giang, tại Ngô Châu, Quảng Tây, Trung Quốc.

Kè mõm cá trên đoạn phân lạch chảy qua Kyoto, Nhật Bản.

Tôn tạo đoạn phân lạch trên sông Đại thành phố Bình Đồng, khu vực Nhƣỡng.

Hình 1.3. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Á

1.3. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM

1.3.1. Các hoạt động nghiên cứu

Hoạt động nghiên cứu về sông phân lạch đƣợc tiến hành tại các Viện

nghiên cứu nhƣ: Viện Khoa học Thủy lợi, viện Khảo sát thiết kế Giao thông

vận tải (nay là TEDI); các trƣờng Đại học nhƣ: Đại học Xây Dựng, Đại học

Thủy lợi...[1] đến [30].

20

Sớm nhất là các nghiên cứu trên mô hình vật lý của Lƣơng Phƣơng

Hậu, Hoàng Năng Dũng, trƣờng Đại học Xây Dựng về chỉnh trị đoạn Dền

trên sông Đuống (1969-1970) [12], [15]; của Lê Văn Chính, Lê Mạnh

Hùng...viện Khảo sát thiết kế Giao thông vận tải về chống bồi lấp cảng Hà

Nội (1983-1984) [13], [15]. Trƣờng Đại học Thủy Lợi có các nghiên cứu của

Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ, Nguyễn Quyền, Nguyễn Phƣơng Mậu [25],

[26], [27]...

Viện Khoa học Thủy lợi có các nghiên cứu trong khuôn khổ của các đề

tài khoa học - Công nghệ các cấp của Vũ Tất Uyên, Đào Xuân Sơn, Lê Ngọc

Túy, Nguyễn Văn Toán, Hoàng Hữu Văn, Trịnh Việt An, Trần Xuân Thái,

Phạm Đình, Nguyễn Ngọc Quỳnh... (ở miền Bắc) [1], [28], [29], [30]; Lƣơng

Phƣơng Hậu, Lê Ngọc Bích, Đinh Công Sản, Lê Mạnh Hùng, Hoàng Văn

Huân...(ở miền Nam)[15], [16], [17], [18], [19], [20].

Các công ty tƣ vấn có các công trình của TEDI-Wecco về chỉnh trị

đoạn sông Cái Nha Trang, đoạn sông Hồng qua Hà Nội, đoạn Trung Hà trên

sông Đà, đoạn kênh Giang trên sông Kinh Thầy [12], [15], [23],...

1.3.2. Thành tựu nghiên cứu lý thuyết

Các thành tựu nghiên cứu lý thuyết chuyên về sông phân lạch ở Việt

Nam chƣa có nhiều.

Lê Ngọc Bích [2],[3] có các nghiên cứu về đặc điểm hình thái của sông

phân lạch trên SCL và sông Đồng Nai. Lƣơng Phƣơng Hậu [12] trong đề tài

KC08-14/06-10 đã đề xuất các giải pháp mẫu về công trình điều chỉnh tỷ lệ

phân chia lƣu lƣợng trong sông phân lạch và phƣơng pháp tính toán cao trình

ĐK trong lạch phụ.

1.3.3. Các công trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch đã xây dựng

Nghiên cứu lý thuyết không có nhiều, song nghiên cứu ứng dụng thì không

ít.Chỉnh trị sông phân lạch ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ

21

trƣớc với công trình chỉnh trị đoạn Dền trên sông Đuống.Phần lớn các công

trình chỉnh trị sông phân lạch đã xây dựng đều xuất phát từ yêu cầu ổn định

luồng lạch và cải tạo điều kiện chạy tàu chủ yếu trên các sông vùng đồng

bằng Bắc Bộ[5], [12], [13]. Ngành Thủy lợi chƣa có nhiều loại công trình

này, chủ yếu yếu là chống sạt lở bờ trong các lạch, tăng cƣờng khả năng thoát

lũ, nên thƣờng xử lý riêng rẽ từng lạch mà chƣa xuất phát từ tổng thể. Điển

hình là công trình chống sạt lở tại Hàm Tử, Quang Lãng trên sông Hồng và

công trình bịt lạch mới của sông Quảng Huế.Trên ĐBSCL hầu nhƣ chƣa có

công trình chỉnh trị sông phân lạch nào.

Hệ thống mỏ hàn chống sạt lở đoạn phân lạch Hàm Tử trên sông Hồng. Công trình chỉnh trị đoạn Dền trên sông Đuống.

Công trình chỉnh trị đoạn phân lạch Kênh Giang trên sông Kinh Thầy.

Công trình hƣớng dòng đầu lạch phụ trong hệ thống công trình chỉnh trị đoạn Trung Hà trên sông Đà.

22

Đập khóa đoạn phân lạch Đông Hải trên sông Cái Phan Rang.

Lạch Quảng Huế mới đã đƣợc chặn lại sau khi sử dụng đập khóa và hệ thống công trình Đảo chiều hoàn lƣu.

Hình 1.4. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Việt Nam

Dƣới đây mô tảmột số công trình tiêu biểu.

1.3.3.1 Các công trình chỉnh trị thành công[12],[13], [23]

1. Công trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch Hà Nội trên sông Hồng để chống

bồi lấp Cảng Hà Nội

Vào những năm đầu của thập kỷ 80, thế kỷ XX, lòng sông Hồng đoạn

qua Hà Nội có những biến động lớn. Dòng chảy đang từ lạch Gia Lâm rẽ

ngoặt sang phía Hà Nội, cắt ngang bãi giữa Tứ Liên ở thƣợng lƣu cầu Long

Biên, thúc vào bờ sông từ Phúc Xá đến Chƣơng Dƣơng, gây sạt lở nghiêm

trọng, trong lúc lạch Gia Lâm cạn phơi đáy. Phía hạ lƣu cầu Chƣơng Dƣơng,

chủ lƣu lại từ bờ Hà Nội hƣớng chéo sang bãi Thạch Cầu bên bờ trái, bỏ xa

cảng Hà Nội, để công trình quan trọng này bị bồi lấp nặng nề, trở thành bãi đá

bóng và nơi khai thác cát (xem hình 1.5).

Công tác chống bồi lấp cảng Hà Nội đƣợc bắt đầu từ những nghiên cứu

trên mô hình vật lý trong khuôn khổ đề tài Khoa học - Công nghệ cấp Nhà

nƣớc 06.01.04 do TS. Nguyễn Ngọc Cẩn cùng Viện thiết kế Giao thông vận

tải chủ trì (1981-1982). Năm 1984 Viện thiết kế Giao thông vận tải phối hợp

với Viện cơ học Việt Nam thực hiện nghiên cứu chế độ thủy lực của đoạn

23

sông trên mô hình toán hai chiều, nhằm nghiệm chứng phƣơng án bố trí các

cụm công trình Tứ Liên và ThạchCầu.

Hình 1.5. Bình đồ lòng sông Hồng đoạn qua Hà Nội vào tháng 7/1985

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trên mô hình vật lý và mô hình toán

đã đi đến những kết luận sau:

- Muốn khôi phục chiều sâu nƣớc trƣớc cảng Hà Nội cần phải xây dựng

3 cụm công trình chính là cụm Phú Gia, cụm Tứ liên và cụm Thạch Cầu.

- Cụm Tứ Liên đƣợc xác định là trọng điểm có tính then chốt và quyết

định đƣa chủ lƣu dòng chảy đi vào nhánh Gia Lâm.

- Cụm kè Thạch Cầu nhằm đẩy chủ lƣu tách xa bờ Thạch Cầu đi lệch về

phía Cảng Hà Nội với mục tiêu tăng lƣu lƣợng cho lạch cảng và xói dần sƣờn

ngoài bãi Đồng Nhân.

- Cụm kè Phú Gia nhằm duy trì lạch chính ở phía bờ trái, ổn định đƣờng

bờ Tầm Xá và hạn chế lƣu lƣợng vào lạch phải An Dƣơng đồng thời tạo điều

kiện phân lƣu vào sông Đuống thuận lợi hơn.

- Ngoài các cụm công trình trên cần phải trục vớt thanh thải các dầm cầu

Long Biên bị bom Mỹ đánh sập năm 1972 và cần phải nạo vét luồng mồi để

giảm sức kháng lòng dẫn của nhánh Gia Lâm, tăng cƣờng lƣu lƣợng nƣớc vào

nhánh này.

24

Dƣới tác động của hệ thống công trình chỉnh trị Tứ Liên - Trung Hà -

Thạch Cầu và công tác thanh thải chƣớng ngại trong lòng sông lạch trái, các

nhà chỉnh trị sông đã thành công trong việc đƣa chủ lƣu dòng chảy sông Hồng

từ đỉnh cong bờ trái Gia Lâm thuận lợi đi về sát bờ lõm Vĩnh Tuy, trả lại

nguyên vẹn thủy vực cho cảng Hà Nội. Cảng Hà Nội đã trở lại khai thác bình

thƣờng từ sau 1990 đến nay (xem hình 1.6).

Hình 1.6. Mặt bằng đoạn sông sau khi chỉnh trị (1991)

2. Chỉnh trị đoạn phân lạch Trung Hà trên sông Đà

Qui hoạch chỉnh trị với mục tiêu đƣa đoạn sông về một lạch. Hệ thống

công trình bố trí thể hiện trên hình 1.7.

Hình 1.7.Sơ đồ bố trí công trình đoạn phân lạch Trung Hà -sông Đà

25

- Tại vùng phân lạch, dùng 2mỏ hàn chữ Γbên bờ phải (H1 và H2) để

hƣớng dòng chảy tập trung lƣu lƣợng vào lạch trái.

- Hệ thống mỏ hàn T1 đến T12 có tác dụng đẩy chủ lƣu ra xa bờ nhằm

chống sạt lở bờ trái.

- Dùng hệ thống mỏ hàn H5 và H9 bên bờ phải khu vực thƣợng lƣu cầu

Trung Hà nhằm đẩy chủ lƣu ra xa bờ lõm và phòng chống sạt lở bờ sông.

- Hệ thống mỏ hàn T13 đến T15 có tác dụng dồn lƣu lƣợng tập trung xói

sâu khu vực bãi cạn phía thƣợng và hạ lƣu cầu.

Sau 2 năm hoạt động, hiệu quả công trình đã đạt đƣợc mục tiêu đề ra,

luồng tàu đƣợc cải thiện rõ rệt, công trình ổn định, thể hiện trong các hình ảnh

trên hình 1.8 và 1.9.

Hình 1.8. Tác dụng bồi tụ, chống sạt lở của các mỏ hàn trên lạch trái

26

Hình 1.9. Hiệu quả bồi lấp lạch phải bằng đê hướng dòng chữ

3.Công trình chỉnh trị đoạn phân lạch Quản Xá trên sông Chu

Quản Xá là đoạn đê dọc theo bờ lõm của khúc sông cong sông Chu gần

nơi hội lƣu với sông Mã. Bán kính cong lòng dẫn cơ sở chỉ còn 400m, chủ lƣu

ép sát chân đê. Dƣới chân bờ dốc đứng là các hố sâu cục bộ do các dòng xoáy

tạo ra. Hố xói lớn nhất đạt đến cao trình (-10m), trong lúc đỉnh đê có cao trình

(+10,5m). Tình thế đó gây uy hiếp an toàn cả một vùng dân cƣ trù phú gồm

16 xã huyện Thiệu Yên (Thanh Hoá).Trên đoạn sông này đã từng xây dựng

15 mỏ hàn ngắn, tạo thành một phòng tuyến bảo vệ bờ.Nhƣng Quản Xá vẫn là

nỗi lo lắng thƣờng xuyên của ngành Thủy lợi Thanh Hoá.

Công trình chỉnh trị do Trƣờng Đại học Thủy lợi chủ trì, có sự tham gia

của nhóm cán bộ Trƣờng Đại học Xây Dựng. Nội dung của phƣơng án chỉnh

trị nhƣ sau:

- Nhận thấy đây vốn là một đoạn sông phân lạch, lạch phải đã bị bồi

cạn, lƣu lƣợng tập trung toàn bộ vào lạch trái, uy hiếp an toàn tuyến đê.Giải

pháp chỉnh trị đƣợc xác định là khôi phục lạch phải, biến nó thành lạch chính.

Nhiệm vụ của lạch chính sau khi phát triển ổn định phải thoát đƣợc 60% lƣu

lƣợng mùa lũ. Phƣơng án chỉnh trị do GS. Lƣơng Phƣơng Hậu đề xuất và tiến

hành thí nghiệm trên mô hình của trƣờng Đại học Xây Dựng. Kênh đào hồi

27

phục lạch phải có chiều rộng 40m, đáy kênh ở cao trình -1,0m, một mỏ hàn

hƣớng dòng ở cửa vào và 5 mỏ hàn bảo vệ bờ ở hạ lƣu cửa ra kênh dẫn.

- Công trình Quản Xá, ngoài kênh đào lạch phải ra còn sử dụng 7 loại

công trình khác nhau để hỗ trợ nhƣ gia cố bờ; mỏ hàn; kè mõm cá; đập khoá.

Công trình đƣợc thực thi và hoàn thành vào cuối năm 1994.

a) Tuyến chỉnh trị thiết kế b) Đoạn sông sau chỉnh trị

Hình 1.10. Công trình chỉnh trị đoạn Quản Xá trên sông Chu

Sau mùa lũ năm 1995, lạch phải đƣợc mở rộng, đào sâu và công trình

đã phát huy tác dụng, đạt những hiệu quả tích cực, có thể kể đến nhƣ sau:

- Đẩy dòng chủ lƣu và trục động lực sang lạch phải, hiện nay theo kết

quả khảo sát đoạn sông tháng 6/2008, thì bề rộng lạch trái hiện chỉ chiếm

khoảng 20% so với bề rộng lạch phải.

- Giảm lƣu lƣợng về phía lạch trái (lạch chính trƣớc khi chỉnh trị), vận

tốc vùng ven bờ sát đê tả giảm nhỏ, sức tải cát và khả năng vận chuyển bùn

cát giảm nhỏ đáng kể ở vùng chân đê trƣớc kia bị sạt lở nay đã bồi cao và

hình thành vùng bãi rất thoải, nhân dân vùng ven sông đã trồng rau và hoa

màu.

- Chống sạt lở bờ sông, bảo vệ an toàn cho đề điều.

- Tăng khả năng thoát lũ của lòng sông, ổn định thế sông.

Dƣới đây là các hình ảnh đoạn sông Quản Xá sau khi chỉnh trị.

28

Đê Quản Xá đã đƣợc an toàn Nơi hợp lƣu 2 lạch

Lạch chính do công trình tạo ra Lạch cũ nay đã thu hẹp, bồi cạn

Hình 1.11. Hình ảnh đoạn sông Quản Xá sau chỉnh trị

1.3.3.2 Những công trình có vấn đề tồn tại[12],[13], [23]

1. Công trình điều chỉnh tỷ lệ phân lưu đoạn Phú Gia-Tứ Liên trên sông Hồng

a) Giới thiệu công trình:

Đoạn sông từ Phú Gia đến cầu Chƣơng Dƣơng là đoạn sông phân lạch

lớn nhất trong đoạn sông Hồng qua Hà Nội. Bãi giữa Tứ Liên- Trung Hà chia

sông thành 2 lạch là lạch Quýt ở bờ phải, lạch Gia Lâm ở bờ trái. Nhật Tân là

nơi hợp lƣu của đoạn phân lạch Phú Gia - Tầm Xá, lại là nút phân lƣu của

đoạn Lạch Quýt- Long Biên, cũng là nơi có cửa vào sông Đuống ở bờ tả sông

Hồng.

29

Theo quy hoạch chung, cụm công trình tại nút phân lƣu Tứ Liên có

nhiệm vụ hạn chế lƣu lƣợng vào lạch Quýt, tăng lƣu lƣợng cho lạch Gia Lâm.

Quy mô và bố trí công trình nhƣ bảng 1.1 và hình 1.12 thể hiện.

Bảng 1.1. Hệ thống mỏ hàn xây dựng tại Nhật Tân - Tứ Liên

TT Mỏ hàn Hình thức kết cấu Năm xây dựng

1997 1992-1993 1993-1998 1995-1998 Chiều dài kè (m) 300 320 510 255 Cao độ đầu kè (m) +5,50 +5,00 +5,00 + 6,00 1 2 3 4 K1 K2 K3 K4 Đá đổ Cọc BTCT + đá đổ Đá đổ Cọc BTCT + đá đổ

Hình 1.12. Sơ đồ bố trí cụm công trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên đã

xây dựng trên sông Hồng đoạn Hà Nội

b) Hiệu quả xây dựng công trình:

Hiện nay, trừ mỏ hàn K4 đầu bãi Tứ Liên, các mỏ hàn còn lại đều bị hƣ

hỏng. Công trình hƣớng dòng chủ lực K3 trên mặt bằng có hình chữ , dài

tổng cộng 510m, đã bị đứt thành 3 khúc cách xa nhau (xem các hình ảnh

trong hình 1.13). Dòng chảy lũ đã không đƣợc điều chỉnh, tràn qua đỉnh K3,

đi vào Lạch Quýt, làm sạt lở bờ khu dân cƣ Tứ Liên, phải cấp cứu bằng 1 đập

dọc.Nơi đây, công trình hƣ hỏng, lòng sông diễn biến phức tạp, tạo ra các bãi

đá nhấp nhô, ngổn ngang giữa vùng sông nƣớc với nhiều cồn lạch phân tán,

30

các hố xói sâu, nƣớc xiết giữa um tùm lau sậy (có bài báo nói công trình xây

dựng từ thời nhà Mạc) đã trở thành điểm vui chơi dã ngoại hấp dẫn cho các

bạn trẻ nhƣng đángtiếc là đã xảy ra vài vụ chết đuối do sẩy chân xuống các

hố sâu quanh khu vực.

Mỏ hàn K3 khi mới xây dựng Hố xói gốc K3

Mũi Mỏ hàn K3 Đập dọc Tứ Liên

Hình 1.13. Các hình ảnh về hệ thống công trình Phú Gia- Tứ Liên

c) Phân tích diễn biến khu vực công trình Phú Gia - Tứ Liên:

Hiện tƣợng diễn biến phức tạp không nhƣ ý tại đoạn Phú Gia - Tứ Liên

có thể giải thích thông qua cơ chế dòng chảy mô tả trong hình 1.14. Ý đồ của

nhà thiết kế là tăng cƣờng lƣu lƣợng cho lạch trái để cải thiện điều kiện chạy

tàu trong mùa kiệt, nên công trình hƣớng dòng từ bờ trái hƣớng sang bờ phải

đƣợc thiết kế với cao trình đỉnh thấp +5,0m đến +6,0m, có chiều dài vƣơn ra

đến biên tuyến chỉnh trị. Khi mùa nƣớc thấp, cả dòng nƣớc và bùn cát đều

31

đƣợc hƣớng đi về lạch trái, nhƣng do lƣu lƣợng kiệt khá nhỏ, lƣu tốc bé,

tácdụng xói sâu không đạt hiệu quả. Khi mùa lũ đến, mực nƣớc dâng cao,

phần dòng chảy đáy mang nhiều bùn cát vẫn đƣợc công trình đƣa về lạch trái,

nhƣng dòng chảy mặt mang ít bùn cát hơn, theo định luật liên tục, lại tràn

ngang qua đỉnh mỏ hàn chảy về lạch Quýt. Dòng chảy trànqua đỉnh mỏ hàn

có vận tốc lớn, hàm lƣợng bùncát ítnhƣ trƣờng hợp dòng chảy qua đập tràn sẽ

gây xói cục bộ và xói phổ biến cho lòng dẫn hạ du (xem hình 1.14). Ngƣợc

lại, bồi cao tập trung tại vùng đầu phía Gia Lâm của bãi Tứ Liên, làm phủ lấp

toàn bộ dãy 5 mỏ hàn chống xói đã xây dựng tại đó.

Hƣớng chảy sông Hồng

Bãi Tứ Liên

Lạch Quýt

Phú Gia

An Dƣơng

Hình 1.14. Phân tích kết cấu dòng chảy tại khu vực công trình Phú Gia - Tứ Liên

Hiện tƣợng sạt lở bãi Tứ Liên (Hà Nội) đã là điểm nóng có tính thời sự

năm 1998, khi lƣu lƣợng phân quá nhiều vào lạch Quýt (lạch phải) từ 13% -

20%lƣu lƣợng sông Hồng (trạm Hà Nội). Lƣu lƣợng vào lạch phải tăng đã

gây sạt lở bãi Tứ Liên trên chiều dài gần l km, chỗ sạt lở vào nhiều nhất là

50m, cách đê bối (cao trình 12,50m) là 30m. Đây là khu vực dân cƣ của

phƣờng Nhật Tân.

32

2. Công trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch Quảng Huế (Quảng Nam)

Hệ thống Vu Gia - Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam với diện tích lƣu vực tính tới cửa ra là 10.350km2. Hệ thống gồm 2 sông chính Vu Gia ở phía Bắc

và Thu Bồn ở phía Nam. Hai sông có liên hệ thủy lực qua khu vực sông

Quảng Huế, nơi dòng chảy tập trung trong lòng dẫn về mùa kiệt và tràn qua

bãi từ sông Vu Gia sang sông Thu Bồn vào mùa lũ.

Khu vực hạ lƣu là vùng đồng bằng và các thành phố Đà Nẵng, Hội An,

nơi có mật độ dân số cao và là trung tâm kinh tế xã hội của vùng nên nhu cầu

về nguồn nƣớc về mùa kiệt rất lớn, trong khi mùa lũ lại cần thiết chia nƣớc

cho nhánh Thu Bồn, nhằm giảm nhẹ tình hình lũ lụt cho đồng bằng.

Do chế độ thủy văn không đồng nhất với mùa lũ ngắn 4 tháng từ tháng

IX đến tháng XII và tổng lƣợng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã

ba Quảng Huế thƣờng xuyên nƣớc tràn bờ, xói bãi tạo lòng mới. Khi mùa kiệt

đến, nếu để tự nhiên thì nƣớc sông Vu Gia chuyển hết sang Thu Bồn gây tình

trạng thiếu nƣớc cho hạ lƣu sông Vu Gia, xâm nhập mặn nghiêm trọng cho

các huyện phía Bắc thành phố Đà Nẵng.

Dự án chỉnh trị sông Quảng Huế (2006-2007) với mục tiêu bịt lạch

Quảng Huế mới, hệ thống công trình gồm nạo vét 3,2 km lạch Quảng Huế cũ

và xây dựng 1,2km kè ở cửa vào và cửa ra lạch Quảng Huế mới. Công trình

đƣợc khởi công vào tháng 6/2007, dự kiến sẽ đƣa vào sử dụng trƣớc ngày

30/9/2007.

33

Hình 1.15. Nhánh sông mới mở năm 2001 Vu Gia - Quảng Huế

Do ảnh hƣởng của bão số 5, mƣa to, nƣớc từ thƣợng nguồn sông Vu Gia

đổ về nhanh đã cuốn phăng tuyến kè Đại Cƣờng tại thôn Thanh Vân, xã Đại

Cƣờng, huyện Đại Lộc vào lúc 23h30 ngày 3/10/2007 (hình 1.16).

Vỡ đứt kè bờ thƣợng lƣu Kết cấu kè bị phá hoại

Kết cấu kè hạ lƣu bị phá hỏng Luồng mới cắt qua bãi về hạ lƣu

Hình 1.16. Hình ảnh phá hoại công trình Quảng Huế (2007)

34

Công trình chỉnh trị sông Vu Gia- Quảng Huế trƣớc 2008 sở dĩ thất bại

vì:

- Trƣớc hết, giải pháp công trình không thích hợp. Công trình kè gia cố

bờ chỉ sử dụng để chống sạt lở trong điều kiện dòng chảy song song với đƣờng bờ hoặc góc tạo ra giữa dòng chảy và đừơng bờ là nhỏ (dƣới 250).

Trƣờng hợp này dòng chảy gần nhƣ vuông góc với đƣờng bờ.

- Đây là một đoạn sông phân lạch, muốn bịt một lạch thì sử dụng đập

khóa chứ không phải kè gia cố bờ. Nhƣng ở đây, lạch Quảng Huế mới là lạch

đang phát triển thuận lợi, có chiều dài ngắn, độ dốc cao, dòng chảy có vận tốc

lớn, trong lúc lạch cũ chiều dài lớn lại quanh co, có sức cản lớn, xu hƣớng suy

thoái rất rõ ràng. Theo quy luật thì cần để lạch Quảng Huế phát triển, mà tiến

hành bịt lạch cũ. Nhƣng nếu muốn bịt lạch Quảng Huế thì cần có giải pháp

cƣỡng chế mạnh.

- Dòng chảy qua bãi có độ sâu lớn, khu vực Quảng Huế lại có địa hình

thấp trũng hơn so với xung quanh, vì vậy muốn không tạo ra dòng chảy cắt

bãi thì cần san lấp vùng trũng và tạo các vật cản, tăng độ nhám.

- Do độ chênh mực nƣớc đầu và cuối lạch Quảng Huế khá lớn, dòng

chảy tràn bãi đổ vào lòng sông hạ lƣu có năng lƣợng cao, dễ gây sạt lở mạnh,

nên cần có giải pháp nối tiếp và tiêu năng tốt, nhƣ xử lý hạ lƣu đập tràn.

Sau đó, do thay đổi bố trí không gian hệ thống công trình, nên đã đạt

hiệu quả nhanh và tốt.

1.4. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG NGHIÊN CỨU CHỈNH TRỊ

SÔNG PHÂN LẠCH

Chỉnh trị sông phân lạch là một công việc khó, cho đến nay vẫn còn

nhiều nghiên cứu đang triển khai. Trong tài liệu tham khảo, có rất nhiều công

trình mới tiến hành trong 20 năm lại đây. Mặc dùđã có nhiều thành tựu,

nhƣng vẫn tồn tại một số vấn đề chƣa có lời giải thấu đáo.

35

1.4.1. Quan niệm về vai trò các bãi giữa

Có những ý kiến khác nhau về việc có nên duy trì hay chuyển đổi loại

hình sông phân lạch. Một số ý kiến cho rằng, sông phân lạch là loại sông

không ổn định, các lạch thay nhau tăng trƣởng hay suy vong, cần đƣa nó về

loại sông đơn lạch. Một số ý kiến lại cho rằng, các bãi giữa nhƣ 1 cái nêm có

tác dụng tự động điều chỉnh lòng sông, không đƣợc loại trừ nó. Một số lạicho

rằng, bãi giữa trong các đoạn sông chảy quakhu dân cƣ, thành phố là những

yếu tố cảnh quan, môi trƣờng có thể khai thác với mục đích phát triển du lịch,

giải trí. Các ý kiến khác nhau này tranh luận rất căng thẳng khi thảo luận về

các phƣơng án chỉnh trị, tôn tạo đoạn sông Hồng qua Hà Nội do các tác giả

Seoul Hàn Quốc đề xuất.

1.4.2. Mối quan hệ giữa các yếu tố hình thái và thủy lực của đoạn đơn

lạch và đoạn phân lạch

Vì đoạn sông phân lạch là từ đoạn đơn lạch phía trên tạo ra, nêncác yếu

tố về hình thái cũng nhƣ thủy lựccủa nó đều có mối liên hệ nào đó với các yếu

tố tƣơng ứng từ đoạn đơn lạch phía thƣợng lƣu. Tìm đƣợc mối quan hệ này sẽ

có những gợi ý quan trọng cho việc xác định các đối tƣợng tác động nhằm đạt

tới mục tiêu chỉnh trị một cách có hiệu quả nhất. Những kết quả nghiên cứu

về vấn đề này còn ít và phân tán.

1.4.3. Bố trí không gian công trình chỉnh trị

Các trƣờng hợp thất bại hoặc hiệu quả không đƣợc nhƣ mong muốn của

các dự án chỉnh trị sông phân lạch (nhƣ đã trình bày ở trên)đều có nguyên

nhân chủ yếu từ việc bố trí mặt bằng, xác định cao trình đỉnh của hệ thống

công trình chỉnh trị. Trong đó, việc xác định vị trí, chiều dài, góc độ và cao

trình của các loại công trình hƣớng dòng có ý nghĩa quyết định. Việc này đòi

hỏi những nghiên cứu công phu về động lực học lòng sông, đặc biệt là cơ chế

36

diễn biến lạch và bãi, kết cấu dòng chảy khu vực phân lƣu, nên không phải

dự án nào cũng có điều kiện tiến hành.

Mỗi một đoạn sông phân lạch đều có những điều kiện đặc thù, khác

biệt với các đoạn khác, nên việc bố trí không gian công trình chỉnh trị sông

phân lạch không thể áp dụng một sơ đồ có sẵn cho tất cả các đoạn khác nhau.

1.4.4. Đánh giá hiệu quả của các hạng mục công trình chỉnh trị

Trong chỉnh trị sông phân lạch, cần vận dụng nhiều loại công trình

khác nhau để đạt đƣợc hiệu ứng: Thay đổi hƣớng chuyển động của chủ lƣu,

tăng sức cản, gây dâng nƣớc trong lạch cần giảm lƣu lƣợng, lái dòng gây xói

sâu lòng dẫn nhƣng không gây sạt lở bờ cho lạch cần tăng lƣu lƣợng, duy trì

sự ổn định của bãi giữa...

Mỗi một hiệu ứng có thể sử dụng các giải pháp công trình khác nhau để

thực hiện, cần xác định giải pháp nào là hợp lý nhất, hiệu quả nhất cho đối

tƣợng đang xét.

1.5. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

1.5.1. Vấn đề nghiên cứu

Từ các nghiên cứu tổng quan đã trình bày ở trên, trong khuôn khổ của

luận án, nghiên cứu sinh chủ yếu đi vào giải quyết các vấn đề sau:

1. Tìm hiểu các đặc trƣng hình thái đặc thù của sông phân lạch ĐBSCL, là

loại sông phân lạch ở vùng tiếp cận cửa sông, có ảnh hƣởng triều, độ dốc

dòng chảy rất thoải.Trong đó, đi sâu tìm hiểu mối quan hệ giữa các yếu tố

hình thái của đoạn sông phân lạch với tỷ lệ phân lƣu thông qua chỉnh lý, phân

tích số liệu thực đo.

2.Nghiên cứu một số giải pháp công trình cơ bản thích ứng với điều kiện

SCL, và đánh giá hiệu quả của các giải pháp đó trong phân bố lại lƣu lƣợng

dòng chảy trong các lạch với các tham số bố trí khác nhau.

37

3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu, đề xuất phƣơng án bố trí không gian của hệ

thống công trình chỉnh trị sông phân lạch ứng dụng cho 1 đoạn sông phân

lạch trọng điểm.

1.5.2. Phạm vi nghiên cứu

Luận án lấy sông phân lạch vùng ĐBSCL làm đối tƣợng nghiên cứu, và

chỉ hạn chế vào loại sông phân lạch vùng thƣợng châu thổ, tức đoạn tiếp cận

cửa sông (đoạn triều sông), bởi vì trong thực tế, những vấn đề diễn biến phức

tạp (đổi dòng, sạt lở...) phần lớn đều xảy ra trong các đoạn sông phân lạch

vùng này.

Luận án chủ yếu quan tâm đến mục tiêu chống sạt lở bờ tăng khả năng

thoát lũ cho lòng sông và một phần nào đó là cải thiện điều kiện giao thông

thủy, không đề cập đến trƣờng hợp biến sông phân lạch thành sông đơn lạch,

không nghiên cứu vấn đề tôn tạo cù lao cho mục tiêu phát triển du lịch.

Muốn tìm ra những giải pháp chỉnh trị phù hợp vớiđiều kiện các đoạn

phân lạch trên SCL cần tìm hiểu sâu sắc những đặc trƣng và đặc thù của các

đoạn phân lạch vùng ĐBSCL. Trên cơ sở nghiên cứu tổng quát các đoạn phân

lạch trong vùng thƣợng châu thổ trên sông Tiền và sông Hậu, luận án lấy

đoạn sông phân lạch Cù lao ông Hổ trên sông Hậu làm "case study" cho các

thí nghiệm thủy lực.

Bố trí không gian của công trình đề cập đến vị trí, kích thƣớc mặt bằng,

góc độ đối với dòng chảy, cao trình đỉnh, không đề cập đến kết cấu công

trình.

Luận án chỉ nghiên cứu những hiệu quả kỹ thuật của các giải pháp,

không đề cập hiệu quả kinh tế của các giải pháp đó.

38

1.5.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

Tùy theo vấn đề nghiên cứu cụ thể, luận án lấy phƣơng pháp chỉnh lý,

phân tích số liệu thực đo và nghiên cứu trên MHVLlàm cơ bản, kết hợp thích

đáng với phƣơng pháp MHT.

Nội dung cụ thể của các phƣơng pháp sẽ đƣợc trình bày chi tiết trong

chƣơng 2.

39

CHƢƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH

2.1.1. Định nghĩa và phân loại đoạn sông phân lạch

Những đoạn sông mà dòng chảy tách, nhập thành nhiều lạch bởi các cồn

bãi bồi tụ trong lòng dẫn, trong các tài liệu phƣơng Tây thƣờng gọi chung là

"braided river". Xem xét chi tiết hơn có thể thấy trong đó có một số loại sông

phân lạch khác nhau, cần phân biệt.

Trong một bài giảng của Shawne Wheelock (2005) [50], có giới thiệu

cách phân loại chi tiết của các nhà khoa học Trung Quốc Chien (1987) và Xu

(1996) về các mức độ khác nhau trong họ "braide river". Theo đó, loại sông

phân lạch (Braided Rivers) bao gồm các sông phân lạch ổn định (stable), nhƣ

trƣờng hợp sông Dƣơng Tử và các sông không ổn định (Unstable hoặc

Wandering) nhƣ trƣờng hợp sông Hoàng Hà.Trong loại sông phân lạch không

ổn định lại chia ra sông phân lạch "nửa cân bằng" (quasi- equilibrium) nhƣ

trƣờng hợp đoạn trung lƣu Hán Giang và sông du đãng (strongly aggrading)

nhƣ trƣờng hợp hạ du Hoàng Hà.

Qua đó ta thấy, có 2 loại sông phân lạch lớn:

1. Loại phân lạch ổn định, có cồn bãi giữa cao ngang với bãi tràn 2 bên, tức

ngang với mực nƣớc tạo lòng, phần lớn có 2 lạch hoặc đôi khi có 3 lạch, các

cồn bãi giữa tƣơng đối lớn, tƣơng đối ổn định, thƣờng có thực vật sinh trƣởng

hoặc có cƣ dân sinh sống, phần lớn thời gian nhô trên mặt nƣớc, có thể gọi là

sông phân lạch già. Đoạn sông nhƣ vậy, trong một số tài liệu đƣợc gọi bằng

thuật ngữ bifurcated channel stretches[46].

2. Loại sông có nhiều lạch, nhiều cồn bãi non, phân bố tản mạn và chuyển

động không ổn định (wandering). Thuật ngữ braided river, có nghĩa đen là

40

loại sông có dạng bím tóc. Ngƣời Trung Quốc [53] gọi loại sông này là sông

du đãng mà Hoàng Hà là con sông tiêu biểu nhất.

Ngoài ra, có một số ngƣời mở rộng hơn về khái niệm sông phân lạch:

3. Có một số nhà khoa học [50] [52] đƣa các đoạn sông phân lạch ở vùng núi

và trung du xếp chung vào "braided river". Sông phân lạch vùng núi hình

thành một phần do chảy quanh các vật chƣớng ngại lớn (quả đồi, những khối

đá lớn) tạo ra, nhƣng phần lớn là loại sông mà dòng chảy len lỏi chảy qua các

khối tích tụ cuội sỏi (D50>30mm) do hậu quả của các trận lũ bùn đá tạo ra

[35], [60]. Các khối bồi tụ cuội sỏi lớn nhỏ này cũng có biến động dƣới tác

động của dòng chảy, giống nhƣ loại sông du đãng, song ở mức độ thấp hơn.

Loại sông này xuất hiện khá nhiều trên các đoạn trung du của các sông ở

Châu Âu và Bắc Mỹ.

4. Sông có cù lao vùng cửa sông ảnh hƣởng triều đƣợc hình thành do bồi tụ

của dòng chảy khác phƣơng khi triều lên và khi triều rút hoặc do tác dụng của

các bar chắn cửa. Loại này thƣờng gọi là delta triều lên hay delta triều rút.

Các hình ảnh trên hình 2.1 thể hiện các ví dụ về 4 loại sông phân lạch

này.

Luận án này chỉ đề cập sông phân lạch loại 1, tức sông phân lạch già

vùng đồng bằng, có cồn bãi giữa tƣơng đối ổn định, cao ngang bãi tràn.

Sông phân lạch già (ổn định)- sông Dunai, đoạn qua Budapest, Hungary. Sông phân lạch non (không ổn định)- hạ du sông Hoàng Hà, Trung Quốc.

41

trong lòng sông

Sông phân lạch Kicking Horse, British Columbia. Sông phân lạch với cù lao cửa sông- cửa sông Trƣờng Giang, Trung Quốc

Hình 2.1. Các loại sông phân lạch

Các nghiên cứu của Trung Quốc [33], [53] căn cứ theo hình dáng trên mặt bằng chia sông phân lạch (loại 1) ra 3 loại: Phân lạch trên tuyến sông thẳng, phân lạch trên tuyến sông uốn khúc và phân lạch tại đoạn cong gấp có hình đầu vịt.

a-Phaân laïch treân ñoạn b-Phaân laïch treânñoạn

c- Phân lạch dạng đầu vịt. soâng thaúng. soâng cong vöøa.

Hình 2.2. Phân loại sông phân lạch theo các tác giả [33]

Giáo sƣ Tạ Giám Hoành [53] căn cứ vào nguyên nhân hình thành phân

lạch, cũng chia ra 3 loại: loại phân lạch do dòng chảy mùa lũ cắt bãi bên bờ

lồi trên đoạn sông uốn khúc, loại do cắt eo sông trong đoạn sông cong gấp và

loại phân lạch do bồi lắng tích tụ lâu ngày trƣớc hoặc sau các đoạn sông thu

hẹp hoặc mở rộng đột ngột.

2.1.2. Đoạn tiếp cận cửa sông trong vùng ảnh hƣởng triều

Việc phân đoạn sông vùng triều đƣợc trình bày kỹ trong cuốn "Động

lực học và công trình cửa sông"[11] của GS.TS Lƣơng Phƣơng Hậu.

42

Theo mức độ tƣơng quan giữa các yếu tố dòng chảy sông và yếu tố

triều biển, sông vùng triều đƣợc chia ra 3 đoạn: Đoạn tiếp cận cửa sông (đoạn

triều sông); đoạn cửa sông (đoạn quá độ) và đoạn bãi nông ngoài cửa (đoạn

triều biển). Trong luận án này, chỉ nghiên cứu sông phân lạch ở đoạn tiếp cận

cửa sông.

Đoạn tiếp cận cửa sông (hay đoạn triều sông) là đoạn với lƣu lƣợng

trung bình nhiều năm không xuất hiện dòng chảy ngƣợc khi triều dâng, nhƣng

mực nƣớc vẫn lên xuống một cách có chu kỳ theo thủy triều. Hàm lƣợng bùn

cát thì phụ thuộc chủ yếu vào bùn cát đến từ thƣợng lƣu mà ít chịu ảnh hƣởng

của thủy triều. Phân bố trên thủy trực của lƣu tốc và của hàm lƣợng bùn cát

đều gần giống nhƣ tình hình ở đoạn sông không có thủy triều.Về mùa kiệt,

lƣợng nƣớc sông đổ về nhỏ hơn, ở cuối đoạn có thể đôi khi xuất hiện dòng

chảy ngƣợc, nhƣng tồn tại trong thời gian ngắn, lƣu tốc nhỏ, không ảnh

hƣởng đến đại cục diễn biến lòng sông ở đây.

Dòng chảy xuôi trong thời kỳ triều rút duy trì tƣơng đối dài, tác động

đối với xói bồi lòng dẫn khá rõ rệt. Khi triều dâng, phía trên giới hạn dòng

triều tuy không có dòng chảy ngƣợc, nhƣng lƣu tốc nhỏ, nƣớc sông từ thƣợng

lƣu đổ về bị ứ dồn lại, dềnh lên. Khi triều xuống, đƣờng mặt nƣớc đổ dốc,

không tƣơng thích với độ dốc dọc lòng sông, đòi hỏi tuyến sông kéo dài bằng

cách uốn khúc quanh co để giảm nhỏ độ dốc đƣờng mặt nƣớc.

Trƣờng hợp lƣợng nƣớc sông dồi dào, lòng sông càng uốn khúc rõ rệt.

Trên tuyến sông cong, bờ sông dễ bị sạt lở. Đó chính là đặc điểm của diễn

biến lòng sông đoạn tiếp cận cửa sông.

2.1.3. Kết cấu dòng chảy tại khu vực phân lƣu

Tính chất dòng chảy ở vùng phân lƣu có ảnh hƣởng quyết định đến tỷ

lệ phân phối nƣớc, phân cát. Tài liệu thực đo chứng tỏ rằng [9], [53], ở gần

43

cửa phân lạch luôn tồn tại độ dốc ngang. Có hai nguyên nhân gây ra độ dốc

ngang:

1. Do 2 lạch sức cản không bằng nhau, ở cửa vào lạch có sức cản lớn

mực nƣớc sẽ cao, ngƣợc lại ở cửa vào lạch có sức cản nhỏ mực nƣớc sẽ thấp.

2. Có liên quan đến sự uốn cong của đƣờng dòng ở đoạn phân lƣu.

Lạch nằm ở phía ngoài pháp tuyến của đƣờng cong sẽ có mực nƣớc cao, lạch

nằm ở phía nội pháp tuyến của đƣờng cong sẽ có mực nƣớc thấp. Phƣơng

hƣớng của độ dốc ngang ở cửa phân lạch sẽ làm cho dòng chảy đáy và bùn cát

đáy chuyển động theo phƣơng độ dốc ngang, hình thành lƣu lƣợng ngang và

tải cát ngang.

Do hàm lƣợng bùn cát đáy tƣơng đối lớn, làm cho lƣợng bùn cát đi vào

lạch không đều nhau, và xuất hiện sự bất tƣơng ứng giữa nƣớc và bùn cát.

Trên sông thiên nhiên, lạch tiếp nhận nhiều dòng chảy đáy thƣờng là lạch bên,

có độ cong lớn nhƣng cũng không phải lúc nào cũng thế. Khi lạch bên có sức

cản quá lớn, độ dâng nƣớc cao, dòng chảy đáy có thể sẽ đi nhiều về lạch

thẳng.

Lạch tiếp nhận nhiều dòng chảy đáy, hàm lƣợng bùn cát ở cửa vào tuy

nhiều, nhƣng do độ dốc lớn, lƣu tốc lớn, lòng sông không những không bị bồi

lắng thậm chí còn bị bào xói. Vì vậy, cao trình đáy lạch này nói chung thƣờng

thấp, thành phần bùn cát lòng sông thô, dòng chảy thông thoát tốt.

Ngƣợc lại, lạch kia mặc dù tiếp nhận dòng chảy mặt, lƣợng bùn cát đi

vào lạch ít, nhƣng do ở cửa vào độ dốc bé, lƣu tốc nhỏ, lòng sông vẫn bị bồi

lắng, tạo nên tình thế đáy sông cao, bùn cát lòng sông mịn dòng chảy không

thông thoát, vùng cửa vào dễ hình thành bãi cạn.

Trong sông thiên nhiên, sau khi phân lƣu, sức tải cát luôn luôn bị giảm

xuống, vì mặt cắt ƣớt tăng lên, sức cản cũng tăng lên. Lạch tiếp thu dòng chảy

đáy, do hàm lƣợng bùn cát lớn hơn trƣớc khi phân lƣu, chỉ trong trƣờng hợp

44

độ dốc lớn hơn khá nhiều so với trƣớc mới không bị bồi lắng. Đối với trƣờng

hợp có hai lạch có độ sai khác nhau không lớn, điều kiện đó thƣờng không

thỏa mãn. Vì vậy, lạch tiếp thu nhiều dòng chảy đáy vẫn là lạch dễ bị bồi

lắng nhất.

Lạch tiếp thu dòng chảy đáy nhiều, độ dốc lớn, sức tải cát cao, thƣờng

dễ gây bồi lắng ở vùng hợp lƣu với sức tải cát giảm xuống đột ngột, hình

thành ngƣỡng cạn nối đuôi bãi giữa với bờ. Lạch tiếp thu dòng chảy mặt

nhiều, độ dốc bé, sức tải cát thấp, lại thƣờng gây xói lở mạnh ở vùng hợp lƣu

do sức tải cát tăng lên. Ngoài ảnh hƣởng của độ cong đƣờng dòng, vị trí của

lạch sâu hạ lƣu cũng ảnh hƣởng đáng kể đến diễn biến lòng sông ở vùng hợp lƣu.

Sự phân chia nƣớc và bùn cát giữa các lạch, phân bố đƣờng kính hạt đáy,

phân bố nhám ở các nút phân lƣu- hợp lƣu làm cho việc nghiên cứu về sông

phân lạch trên MHT và MHVLgặp nhiều khó khăn [44], [45].

Tỷ lệ phân lƣu β đƣợc định nghĩa bằng tỷ số lƣu lƣợng của 1 lạch so

với lƣu lƣợng tổng cộng của các lạch. Trƣờng hợp 2 lạch, dùng ký hiệu chỉ số

dƣớim biểu thị cho lạch chính (có lƣu lƣợng nhiều hơn), n biểu thị cho lạch

phụ (có lƣu lƣợng ít hơn), ta có:

(2.1)

Trong đó:

βm: Tỷ lệ phân lƣu;

Qm: Lƣu lƣợng lạch chính;

Qn: Lƣu lƣợng lạch phụ.

Tỷ lệ phân lƣu này có thể xác định tƣơng đối chính xác thông qua các

phép tính thủy lực học, nhƣng công việc tính toán yêu cầu nhiều số liệu đầu

vào và quá trình mô phỏng tƣơng đối phức tạp. Các nhà khoa học thƣờng tìm

45

các phƣơng pháp đơn giản để ƣớc tính, nhƣ phƣơng pháp cân bằng động

lƣợng hay phƣơng pháp đẳng hàm lƣợng bùn cát, nhƣng ứng dụng cũng khá

rắc rối.

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu thông qua chỉnh lý, phân tích số liệu thực

đo từ sông thiên nhiên

Vấn đề nghiên cứu đặc trƣng của các đoạn sông phân lạch vùng

ĐBSCL chủ yếu đƣợc tiến hành trên cơ sở chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo.

Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, qua hơn 35 năm hoạt động của mình, đã

thu thập và tiến hành khảo sát đƣợc một khối lƣợng lớn các số liệu về địa

hình, địa chất, thủy văn, bùn cát... có liên quan đến vấn đề chỉnh trị sông phân

lạch, đặc biệt là các số liệu vùng ĐBSCL. Các số liệu, tài liệu chủ yếu đƣợc

sử dụng trong luận án này bao gồm:

2.2.1.1. Tài liệu địa hình:

- Bản đồ địa hình lòng sông tỷ lệ 1/2.000 đo các năm 1983, 1984,

1986, 1990, 1992, 1993, 1994, 1995, 1997 tại các khu vực Tân Châu, Hồng

Ngự, Sađéc, Mỹ Thuận, Vĩnh Long, Măng Thít, Long Xuyên, Khánh An-

Khánh Bình (An Phú);

- Bản đồ địa hình lòng sông tỷ lệ 1/2.000 đo năm 1995 đoạn Vĩnh Hòa

đến Thƣờng Phƣớc – Tân Châu – Thƣờng Thới Tiền;

- Bản đồ địa hình lòng sông đoạn Tân Khánh Đông đến Sa Đéc, Tân

Hiệp đến Mỹ Thuận đo năm 1996 tỷ lệ 1/2.000;

- Bản đồ địa hình lòng sông tỷ lệ 1/2.000 đoạn Long Khánh đến thị

trấn Phú Tân (An Giang) đo năm 1997;

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 5000 các đoạn xói lở trọng điểm: Đoạn Tứ

Thƣơng - Tân Châu - Hồng Ngự, đoạn thị xã Sađéc - Mỹ Thuận, đoạn thành

phố Cần Thơ, đoạn thành phố Long Xuyên đo tháng 11 năm 2000;

46

- Mặt cắt ngang sông Tiền đoạn Tân Châu - Hồng Ngự đo năm 2006;

- Mặt cắt ngang sông Hậu khu vực cù lao Ông Hổ đo năm 2007;

- Mặt cắt ngang sông Tiền đoạn Tân Châu - Hồng Ngự đo năm 2008.

.....

2.2.1.2.Tài liệu địa chất:

Tài liệu liên quan đến luận án bao gồm:

- Địa chất bờ sông Tiền đoạn Tân Châu đến Hồng Ngự;

- Địa chất lòng sông Tiền đoạn qua Sa Đéc;

- Địa chất lòng sông Tiền đoạn Mỹ Thuận;

- Địa chất lòng sông Hậu đoạn qua Long Xuyên;

- Địa chất lòng sông Hậu đoạn cần Thơ.

2.2.1.3. Tài liệu Thủy văn- Thủy lực:

Tài liệu thủy văn, thủy lực sông Cửu Long dùng cho công tác nghiên

cứu gồm tài liệu thu thập đƣợc nhƣ: Mực nƣớc, lƣu tốc, bùn cát và lƣu lƣợng

nhiều năm từ các trạm khí tƣợng thủy văn cơ bản (Tân Châu, Châu Đốc, Vàm

Nao, Mỹ Thuận, Cần Thơ) nằm dọc theo sông và tài liệu về chế độ thủy triều

khu vực các cửa sông Cửu Long do UB sông Mê Kông, Đài Khí tƣợng Thủy

văn Nam Bộ, Đoàn khảo sát Thủy văn Đồng bằng sông Cửu Long cung cấp.

Ngoài tài liệu thu thập đƣợc, trong luận án này đã sử dụng tài liệu đo đạc

khảo sát (có NCS trực tiếp tham gia) về sự phân chia lƣu lƣợng tại hai đoạn

sông phân lạch điển hình trên hệ thống sông Cửu Long: Đoạn Tân Châu –

Hồng Ngự trên sông Tiền,đoạn sông Hậu chảy qua thành phố Long Xuyên (cù

lao Ông Hổ), đoạn Cù lao Thốt Nốt trên sông Hậu, khu vực Cần Thơ.

- Tại đoạn Tân Châu- Hồng Ngự, ngoài các số liệu thực đo từ các năm

1996, 2001, 2003, NCS trực tiếp tham gia đo từ lúc 9h ngày 04/10/2007 đến

9h ngày 07/10/2007 và từ 8h ngày 12/06/2008 đến 7h ngày 13/06/2008 với

chế độ đo 24lần/ngày.Tổng cộng có 10 số liệu về tỷ lệ phân lƣu.

47

- Tại đoạn phân lạch cù lao Ông Hổ, có 4 số liệu thực đo về tỷ lệ phân

chia löu löôïng trong các năm 2003, 2007 và 2010. Trong số liệu thực đo năm

2007, có số liệu khảo sát chi tiết töø luùc 10h ngaøy 08/10/2007 ñeán 9h

ngaøy09/10/2007.

- Tại đoạn cù lao Thốt Nốt, 3 số liệu thực đo đƣợc tiến hành trong năm

2010.

Về tỷ lệ phân lƣu, có các số liệu thực đo sau:

Bảng 2.1. Tỷ lệ phân lưu thực đo trên đoạn phân lưu từ Tân Châu đến Hồng Ngự trên sông Tiền (không tính lạch Cái Vừng)(%)

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thời gian 9/1996 4/2001 3/2003 8/2003 10/2007 12h 12/6/2008 20h 12/6/2008 9/2008 25/12/2010 27/12/2010 Hồng Ngự 66 51 45 48 40 36 38 38 37 34 Long Khánh 34 49 55 52 60 64 62 62 63 66

Bảng 2.2. Tỷ lệ phân lưu thực đo trên đoạn phân lưu cù lao Ông Hổ trên sông Hậu (%)

TT 1 2 3 4 Thời gian 8/2003 10/2007 4/12/2010 5/12/2010 Lạch trái 21 26 25 20 Lạch phải 79 74 75 80

48

Bảng 2.3. Tỷ lệ phân lưu thực đo trên đoạn phân lưu cù lao Thốt Nốt (%)

TT 1 2 3 Thời gian 7/12/2010 9/12/2010 10/12/2010 Lạch trái 84 79 84 Lạch phải 16 21 16

Số liệu chi tiết đƣợc giới thiệu trong phụ lục A1.

Đó là cơ sở cho những nghiên cứu về đặc trƣng hình thái, quy luật diễn

biến của sông phân lạch vùng thƣợng châu thổ sông Cửu Long thông qua

chập bình đồ, chập mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, xây dựng các quan hệ kinh

nghiệm v.v...

2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý

Những nội dung nghiên cứu về hiệu quả của các loại công trình trong

chỉnh trị sông phân lạch sẽ đƣợc tiến hành thông qua thí nghiệm trên MHVL.

2.2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu

Xác định hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng của các sơ đồ giải pháp công

trình (riêng rẽ và tổ hợp) với các tham số bố trí không gian khác nhau trong

lòng dẫn đoạn sông phân lạch (lấy lòng dẫncù lao Ông Hổ làm đối tƣợng

nghiên cứu).

2.2.2.2. Cơ sở nghiên cứu

Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về sông biển, số 1, ngõ 165,

đƣờng Chùa Bộc, Quận Đống Đa, Hà Nội.

2.2.2.3. Thiết kế mô hình

Để phục vụ cho nội dung nghiên cứu trong luận án, nghiên cứu sinh

đƣợc sử dụng mô hình đoạn sông phân lạch cù lao Ông Hổ thuộc đề tài Khoa

học-Công nghệ cấp nhà nƣớc [19] do thầy hƣớng dẫn chính PGS.TS. Lê

Mạnh Hùng làm chủ nhiệm và bản thân NCS là thƣ ký đề tài.

49

1. Phạm vi và tỷ lệ mô hình:

Luận án chọn đoạn sông phân lạch cù lao Ông Hổ trên sông Hậu để làm

đối tƣợng nghiên cứu vì đoạn này có những đặc trƣng tiêu biểu cho sông phân

lạch ĐBSCL, tức là phân lạch trên tuyến sông tƣơng đối thẳng, chỉ có 2 lạch,

kích thƣớc không quá lớn, cũng không quá nhỏ, đang có những vấn đề sạt lở

nghiêm trọng tại khu vực thành phố Long Xuyên, hơn nữa đoạn sông này có

đủ các tài liệu thực đo phục vụ cho nghiên cứu. Vì chỉ nghiên cứu so sánh các

hiệu quả tƣơng đối giữa các giải pháp (trị số % tăng, giảm lƣu lƣợng), không

đánh giá qua giá trị tuyệt đối, nên lòng dẫn thí nghiệm không có ảnh hƣởng về

bản chất của kết quả nghiên cứu.

Đoạn sông phân lạch cù lao Ông Hổ trên sông Hậu chảy qua Thành phố

Long Xuyên, có chiều dài là 14km, chiều rộng gần 6km (kể cả chiều rộng bãi

giữa là cù lao Ông Hổ). Dựa vào quy mô sân bãi của phòng thí nghiệm tại

Trung tâm Nghiên cứu Thủy lực của Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia

về động lực học Sông Biển thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, luận án

l=400 và h=80, biến suất

đã chọn loại mô hình biến thái với tỷ lệ:

(đối với mô hình sông ngòi có thể chọn η = 4 8).

Theo phạm vi đoạn sông cần nghiên cứu và tỷ lệ hình học đã chọn suy ra

Chiều dài mô hình:

kích thƣớc của mô hình là:

Để đảm bảo đƣờng dẫn nƣớc vào mô hình cộng với đoạn lặng nƣớc phía

Chiều rộng mô hình:

trƣớc và phía sau mô hình nên đã chọn chiều dài xây dựng mô hình Lm=45m.

50

Chiều cao mô hình: chiều cao thực tế tính từ đáy sông sâu nhất bên

lạch phải ở cao trình –28m, đến cao trình mặt đƣờng bao quanh bờ

hai lạch sông là +5,0m nên chiều cao thực tế là: HTT=33m.

Suy ra chiều cao của lòng sông sâu nhất ở trong mô hình sẽ là:

Cộng với độ cao an toàn là h nên tƣờng bên của mô hình đã chọn:

Nhƣ vậy kích thƣớc mô hình là: Lm x Bm x Hm = 45m x 15m x

0,65m.Mặt bằng mô hình thể hiện trên hình 2.3.

Hình 2.3.Mặt bằng tổng thể mô hình thí nghiệm

2. Loại mô hình: Theo các kết quả nghiên cứu trên thế giới, đối với sông phân lạch, việc

nghiên cứu trên mô hình lòng động rất khó khả thi và không cho các kết quả

tin cậy. Trong luận án này, hiệu quả của các loại công trình đƣợc đánh giá

51

thông qua tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng ban đầu, không nghiên cứu biến hình lòng

dẫn do chúng tạo ra về sau, nên chỉ nghiên cứu trên mô hình lòng cứng.

Đối với công trình chỉnh trị sông đồng bằng,mô hình thí nghiệm thủy lực

yêu cầu phải bảo đảm tƣơng tự Froude ( hoặc Fr = idem) và tƣơng

l=400 và h=80 nhƣ đã chọn, suy ra các hệ

tự sức cản . Từ đó,với

Tỷ lệ vận tốc dòng chảy:

số tƣơng tự có liên quan của mô hình nhƣ sau:

Tỷ lệ lƣu lƣợng:

.

2.2.2.4. Trình tự công tác nghiên cứu

1. Xác định nhiệm vụ, lập đề cƣơng nghiên cứu;

2. Thiết kế mô hình;

3. Chế tạo mô hình và lắp đặt thiết bị;

4. Chạy thử mô hình;

5. Hiệu chỉnh mô hình, sửa nhám;

6. Tiến hành thí nghiệm;

7. Chỉnh lý và phân tích số liệu thí nghiệm;

8. Viết báo cáo kết quả nghiên cứu.

2.2.2.5. Thí nghiệm kiểm định

Thí nghiệm kiểm định bao gồm kiểm định tƣơng tự hình học, tƣơng tự

sức cản (đƣờng mặt nƣớc) và tƣơng tự Froude.

1. Về tương tự hình học

Nhƣ trên đã nêu mô hình này là thuộc mô hình biến thái, lòng cứng, có

l = 400, h = 80.

tỷ lệ:

Trên đoạn sông chọn nghiên cứu có chiều dài từ thƣợng lƣu đến hạ

52

lƣu là gần 14.000m, chiều rộng kể cả bãi giữa của đoạn phân lạch là 6.000m,

nên độ dài đo đạc khi chế tạo mô hình khống chế là 1cm tƣơng ứng

với thực tế có sai số là: x 400 = 400cm = 4m. Nhƣ vậy tỷ số sai

số về độ dài khi xây dựng xác định các kích thƣớc mô hình sẽ là: Tỷ lệ % sai

số độ dài: .

Về cao độ khống chế h = 1mm nên ta có: hmaxn = 1mm x 80 = 80mm

= 8cm = 0,08m. Suy ra tỷ số % sai số về độ cao sẽ là:

Với sai số chế tạo mô hình này đều nhỏ hơn 1/100 theo quy trình thí

nghiệm mô hình. Nhƣ vậy là chấp nhận đƣợc.

2. Về tương tự sức cản

Đã tiến hành thí nghiệm kiểm chứng với lƣu lƣợng và đƣờng mặt nƣớc

thực đo, thực hiện 2 lần sửa nhám để bảo đảm sai số về mực nƣớc ở

mức<1/1000.

3. Về tương tự trạng thái chảy

Với lƣu lƣợng thí nghiệm lớn nhất Q=16.100m3/s, lƣu tốc v= 1,1m/s,

độ sâu dòng chảy 16,25m, bảo đảm trị số Fr= 0,0076<< 1,0; dòng chảy có chế

độ chảy êm, tƣơng tự trong sông thiên nhiên.

Số Reynolds trong mô hình bảo đảm điều kiện chảy rối theo điều kiện

sau:

= 0,12x0,4x106=48.000 >|Re| = 4000

Trong đó:

Rem:Số Reynolds trong mô hình;

|Re|:Số Reynolds giới hạn;

53

Vm: Lƣu tốc trung bình mặt cắt trong mô hình (m/s);

hm: Độ sâu trung bình trong mô hình (m); ν: Hệ số nhớt động học (10-6 m2/s).

2.2.2.6. Nội dung thí nghiệm

1. Các cấp lưu lượng và mực nước thí nghiệm

Xét tới chế độ lƣu lƣợng lũ max đến lƣu lƣợng lũ min của đoạn sông

Hậu này nên luận án đã chọn 3 cấp lƣu lƣợng- mực nƣớc sau:lũ lịch sử năm

2000, lũ trung bình nhiều năm (coi là lƣu lƣợng tạo lòng) và lƣu lƣợngtần suất

50% (thƣờng xuyên xảy ra) để tiến hành thí nghiệm:

Bảng 2.4. Các cấp lưu lượng- mực nước thí nghiệm

Lƣu lƣợng TN Mực nƣớc Mực nƣớc Chênh lệch Thứ tự thƣợng hạ lƣu Z (m) Qn (m3/s) Qm (l/s) lƣuZt(m) Zh (m)

1 16.100 56,27 +2,62 +2,32 0,30

2 14.000 48,93 +1,84 +1,56 0,28

3 9.000 31,48 +0,39 +0,20 0,19

2. Các giải pháp công trình đưa vào thí nghiệm gồm:

a) Các hạng mục công trình riêng rẽ dùng ba loại:

- Công trình hƣớng dòng(HD) đặt ở các vị trí khác nhau trên bờ lạch

phải, góc lệch khác nhau, có chiều dài khác nhau.

- Công trình đón dòng (ĐD) đặt đầu mũi cù lao, với 2 góc lệch khác

nhau.

Chú ý rằng, công trình hƣớng dòng và đón dòng có đối tƣợng chỉnh trị

là lòng sông dƣới lƣu lƣợng tạo lòng, cao trình đỉnh công trình lấy bằng cao

trình +2,00m.

- Đập khóa ngầm (ĐK) để dâng nƣớc, tăng sức cản trong lạch phải, đặt

54

ở 3 vị trí khác nhau (đầu, giữa và cuối lạch), có cao trình đỉnh đập khác nhau.

Ngoài ra, do thí nghiệm mô hình lòng cứng, không thể khảo sát hiệu

quả xói sâu lòng dẫn do tác dụng của các công trình chỉnh trị, nên tiến hành

thí nghiệm bổ sunggiải pháp nạo vét mồi đối với ngƣỡng cạn đầu lạch trái.

b) Các giải pháp tổ hợp công trình:

Những hạng mục công trình riêng rẽ khó có thể tạo ra đƣợc những hiệu

quả lớn để điều chỉnh lớn tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng. Vì vậy, cần nghiên cứu

sử dụng các tổ hợp công trình khác nhau, tìm ra phƣơng án bố trí thích hợp

cho mục tiêu chỉnh trị.

- Tổ hợp TH.A: Hƣớng dòng 1A + đập khóa K5

- Tổ hợp TH.B: Đón dòng 2A + đập khóa K5 + đón dòng 2A

- Tổ hợp TH.C: Hƣớng dòng 1A + đón dòng 2A +đập khóa K5 + Nạo

vét N1.

Thông số kỹ thuật của các thí nghiệm tóm tắt trong bảng 2.5 nhƣ sau:

Bảng 2.5. Các trường hợp thí nghiệm

Thứ Giải pháp Thông số kỹ thuật, kích thƣớc Ghi chú tự công trình

0 HT 3 loại Q

Lòng dẫn hiện trạng Đỉnh HD ở+2,00m, góc xiên 300 so với 3 loại 1 HD.1A

đƣờng bờ tại vị trí 1, dài gồm 3 loại chiều CT, 3

dài:HD.1A1= 230m; loại Q

HD.1B HD.1A2= 460m; HD.1A3= 690m; Đỉnh HD: +2,00m, góc 900 so với đƣờng bờ, 3 loại 2

(hệ thống vị trí 2, gồm 2 đoạn: HD.1B1= 210m; CT, 3

loại Q MH)

HD.1B2= 300m; HD.1B3 = 420m. Đỉnh ĐD ở +2,00m, góc xiên 1560 so với 3 loại 3 ĐD.2A

mép bờ lạch trái; gồm 3 đoạn dài : ĐD.2A1= CT, 3

55

240m; ĐD.2A2= 480m; ĐD.2A3= 720m. loại Q

Đỉnh ĐK nghiên cứu với 3 cao trình: –10m, 3 loại 4 ĐK.3

–8m, –6m. CT, 3

loại Q

Đỉnh ĐKnghiên cứu với 5 cao trình: –14m, 5 loại 5 ĐK.4

–12m, –10m, –8m, –6m. CT, 3

loại Q

Đỉnh ĐKnghiên cứu với 5 cao trình: –14m, – 5 loại 6 ĐK.5

12m, –10m, –8m, –6m. CT, 3

loại Q

NV Dài 4000m, rộng: 200m; Cao trình đáy: 1 loại 7

NV1= -8m. CT, 3

loại Q

TH.A Hƣớng dòng HD.1A + đập khóa ĐK.5. 1 loại 8

TH, 3

loại Q

TH.B Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A + 1 loại 9

đập khóa ĐK.5. TH, 3

loại Q

TH.C Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A + 1 loại 10

đập khóa ĐK.5+ Nạo vét NV1. TH, 3

loại Q

Các giải pháp công trình đƣa vào thí nghiệm đƣợc thể hiện bằng các hình

vẽ sau:

56

a) Tƣờng hƣớng dòng (HD.1A1,2,3) b) Mỏ hàn hƣớng dòng (HD.1B1,2,3)

c) Tƣờng đón dòng (ĐD.2A2) d) Tƣờng đón dòng (ĐD.2A3)

e) Mặt bằng đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.3) f) Mặt cắt dọc theo trục đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.3)

57

g) Bố trí mặt bằng đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.4) h) Mặt cắt dọc theo trục đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.4)

i) Bố trí mặt bằng đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.5) k) Mặt cắt dọc theo trục đập khóa ngầm dâng nƣớc (ĐK.5)

Nạo vét ngƣỡng cạn đầy lạch NV1 Phƣơng án tổ hợp TH.A

58

Phƣơng án tổ hợp TH.B Phƣơng án tổ hợp TH.C

Hình 2.4. Sơ đồ các loại giải pháp điều chỉnh tỷ lệ phân lưu tại sông phân lạch Một số hình ảnh phản ánh hoạt động của thí nghiệm xem hình 2.5.

Chế tạo mô hình Thí nghiệm kiểm định

Thí nghiệm tƣờng hƣớng dòng HD.1A

Thí nghiệm tƣờng hƣớng dòng HD.1B

59

Thia nghiệm tƣờng đón dòng ĐD.2A Thảo luận về hiệu quả công trình

Tác dụng dâng nƣớc của ĐK.3 Mô hình vị trí ĐK.4 và ĐK5

Xử lý số liệu thí nghiệm Quan sát lƣu hƣớng

Hình 2.5. Các hình ảnh hoạt động nghiên cứu mô hình thí nghiệm

60

2.2.2.7. Các hạng mục đo đạc

1. Mực nước:Để khảo sát độ dâng hạ mực nƣớc do tác động của công trình

2. Lưu tốc:Để tính lƣu lƣợng trong các lạch, khảo sát kết cấu dòng chảy và

đánh giá khả năng xói bồi lòng dẫn.

3.Lưu hướng: Để xem xét sự xê dịch các điểm xô của dòng chảy, dự báo khả

năng sạt lở bờ.

2.2.2.8. Thiết bị đo

1. Đo lưu lượng đầu vào

Sử dụng đập tràn thành mỏng hình chữ nhật chảy qua máng lƣờng đầu

mô hình.

2.Đo lưu tốc

Sử dụng đầu đo lƣu tốc điện tử P.E.M.S của Hà Lan dải đo từ 0 5m/s, độ

chính xác 0,01m/s;tín hiệu đo đƣợc chuyển vào máy đo rồi truyền vào máy

tính để ghi lại, đồng thời trong máy tính có chƣơng trình tự động xử lý số liệu.

Mỗi thủy trực đo lƣu tốc thực hiện đo 3 điểm: Điểm mặt (0,2h); Điểm giữa

(0,5h); Điểm đáy (0,8h).

3.Đo độ sâu dòng chảy

Để tính đƣợc diện tích thoát nƣớc của 5 mặt cắt đo đạc nêu trên, trong

mô hình dùng thƣớc thép lá đo trực tiếp chiều sâu dòng chảy cho từng thủy

trực.

4. Đo lưu hướng

Trong mô hình đo lƣu hƣớng từ mặt cắt 1–1 ở phía trƣớc đoạn sông

phân lƣu đến phía sau mặt cắt 2P–2P (ở lạch phải) và mặt cắt 2T-2T (lạch

trái) để xác định lƣu hƣớng dòng mặt và dòng đáy trên đoạn sông phân lạch

ứng với các trƣờng hợp lƣu lƣợng và giải pháp công trình chỉnh trị khác nhau

(dù là mỏ hàn hay đập khóa).

Lƣu hƣớng mặt đƣợcđo bằng phao giấy;

61

Lƣu hƣớng đáy đo bằng chỉ màu gắn vào vòng long đen thả dƣới bề

mặt lòng sông từ m/c 1–1 đến phạm vi hai mặt cắt 2P–2P (lạch phải) và mặt

cắt 2T-2T (lạch trái) nhằm xác định tọa độ của lƣu hƣớng; các ô lƣới đo có

khoảng cách là 40m (thực tế), trên mô hình là 10cm(xem hình 2.5).

Đo độ lệch của lƣu hƣớng đáy so với mép đƣờng bờ phía thành phố

Long Xuyên dùng thƣớc đo độ (1800), có chia độ và 30’.

Quan sát ghi chép và chụp ảnh quay phim tình hình thủy lực, với mỗi

cấp lƣu lƣợng thí nghiệm và với mỗi giải pháp công trình chỉnh trị đƣợc thực

hiện trên mô hình đều đƣợc NCS và cộng sự ghi chép mô tả, quay phim chụp

ảnh ghi lại nhằm đánh giá mặt tốt và mặt bất lợi của các giải pháp công trình;

ghi chép các hiện tƣợng bất lợi diễn biến trong phạm vi đoạn sông phân lạch.

Đo độ dốc đƣờng mặt nƣớc dọc hai lạch sông: Để xác định mực nƣớc

thƣợng lƣu đoạn phân lƣu, mực nƣớc trong hai lạch sông ứng với các trƣờng

hợp thí nghiệm lƣu lƣợng và giải pháp công trình chỉnh trị khác nhau, trên mô

hình đã bố trí hệ thống kim đo mực nƣớc cho 13 trạm đo mực nƣớc.

Kim 1 và kim 2: thƣợng lƣu và giữa đoạn sông phân lạch.

Kim 4 đến kim 8: (5 trạm đo) cho lạch phải (lạch chính).

Kim 3 đến kim 10: (5 trạm đo) cho lạch trái.

Kim số 9: Đo mực nƣớc hạ lƣu đoạn nhập lƣu, vừa là để khống chế

mực nƣớc cuối đoạn sông bằng cửa cuối của mô hình.

62

Máng đo lưu lượng Thiết bị đo mực nước

Máy đo lưu tốc P-EMS Đo lưu tốc

Hình 2.6. Thiết bị nghiên cứu thí nghiệm

2.2.2.9. Các mặt cắt đo đạc

Trên thƣợng lƣu đoạn sông phân lạch bố trí mặt cắt số 1–1; cách đầu Cù

lao Ông Hổ 1450m, mặt cắt đo đƣợc bố trí vuông góc với trục dòng chảy, trên

mặt cắt này bố trí 7 thủy trực để đo lƣu tốc dòng chảy và 14 thủy trực đo mực

nƣớc (đo độ sâu dòng chảy).

Bên lạch phải (phía Thành phố Long Xuyên): Bố trí 2 mặt cắt để đo độ

sâu và lƣu tốc của dòng chảy, mặt cắt thứ nhất tại vị trí 2P (xem hình 2.7),

cách đầu lạch phải gần 750m; mặt cắt thứ hai tùy thuộc vào vị trí đặt đập khóa

nên có 3 vị trí (3P, 4P, 5P). Mỗi mặt cắt đo 6 thủy trực về lƣu tốc dòng chảy

và 12 thủy trực về độ sâu dòng chảy.

Bên lạch trái: Cũng bố trí 2 mặt cắt đo lƣu tốc và độ sâu dòng chảy là:

63

Mặt cắt thứ nhất tại vị trí 2T cách cửa vào lạch trái gần 520m.Mặt cắt thứ hai

tại vị trí 3T cách cửa vào lạch trái gần 2270m.

Sở dĩ cần bố trí 2 mặt cắt cho mỗi lạch là để có số liệu so sánh đối chiếu

khi xác định lƣu lƣợng chảy vào mỗi lạch.

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí các mặt cắt đo đạc

2.2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu bằng mô hình toán

Phƣơng pháp nghiên cứu trên MHT đƣợc ứng dụng để kiểm chứng hiệu

quả của các giải pháp chỉnh trị sông phân lạch đã đƣợc luận án đề xuất vào

một đoạn sông cụ thể.Ở đây, trƣờng hợp nghiên cứu ứng dụng cho chỉnh trị

điều chỉnh lại tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng cho đoạn sông phân lạch Tân Châu-

Hồng Ngự trên sông Tiền.

2.2.3.1. Lựa chọn mô hình nghiên cứu

Đoạn sông Tiền từ Tân Châu đến Hồng Ngự là một đoạn sông Mekong

khi ra khỏi Campuchia đi vào Việt Nam. Đây là đoạn sông nổi tiếng với lòng

sông sâu trên 50m và những sự cố sạt lở bờ lớn, gây nhiều tổn thất nghiêm

trọng vào những năm 80 của thế kỷ trƣớc. Đây là một đoạn sông phân lạch

lớn với bãi giữa là cù lao Long Khánh, hai lạch chính là Hồng Ngự bên trái và

64

Long Khánh ở bên phải, ngòai ra có lạch nhỏ là sông Cái Vừng. Vấn đề quan

trọng ở đây là biến động của tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng giữa hai lạch chính

không ổn định, dẫn tới những hiệu quả bất lợi cho những họat động kinh tế -

xã hội trong khu vực. Tuy cách biển hơn 230km, nhƣng đoạn sông này vẫn

chịu ảnh hƣởng của thủy triều Biển Đông.Vị trí địa lý của vùng nghiên cứu

(VNC) có thể tìm hiểu trên hình 2.8.

Hình 2.8. Phạm vi nghiên cứu

Hiện nay có nhiều MHT mô phỏng quá trình diễn biến lòng dẫn sông

nhƣ: Mô hình toán họ MIKE của Viện kỹ thuật tài nguyên nƣớc và môi

trƣờng Đan Mạch (DHI Water & Environment), mô hình HEC của Mỹ,

WROCLAW của trƣờng Đại học Nông nghiệp Warszaw (Ba Lan) v.v...

Trong nƣớc cũng có MHT Hydrogis của TS. Nguyễn Hữu Nhân, MHT 3

chiều lòng động của TS. Lê Song Giang đang trong giai đoạn thiết lập và thử

nghiệm.

Trong các loạiMHT nêu trên thì mô hình MIKE 21C do Viện kỹ thuật

tài nguyên nƣớc và môi trƣờng Đan Mạch thiết lập đã đƣợc ứng dụng khá

nhiều để nghiên cứu động lực và diễn biến xói bồi lòng sông, trong đó thƣờng

sử dụng mô hình MIKE 11 để tính toán sơ bộ và lấy kết qủa làm điều kiện

65

biên cho mô hình MIKE 21C. Một số dự án trong và ngoài nƣớc đã áp dụng

bộ mô hình họ MIKE có thể kể đến nhƣ:

- Dự án xây dựng cầu qua sông Bramaputra – Jamura ở Bangladesh.

Kết qủa đã dự báo xói diễn biến lòng sông khu vực xây dựng cầu trong giai

đoạn ngắn hạn 3 năm và dài hạn 30 năm.

- Dự án ổn định nút thắt nhập lƣu Chatomuk giữa các sông Bassac,

Mekong, Tonlesap của Campuchia. Kết qủa đã mô phỏng đƣợc đặc trƣng

thủy lực và biến động hình thái trong khu vực và đề xuất đƣợc các giải pháp

ổn định khu vực này.

- Một số đoạn SCL đã đƣợc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam ứng

dụng mô hình MIKE 11 và MIKE 21C trong các đề tài nghiên cứu, từ những

năm 2000 đến 2010 nhƣ sau:

+ Đoạn Long Xuyên trên sông Hậu đã đƣợc mô phỏng quá trình xói

bồi, nhằm mục đích chỉnh trị cho khu vực này.

+ Đoạn Tân Châu – Hồng Ngự trên sông Tiền đã đƣợc xem xét diễn

biến trong giai đoạn 2004 – 2007 xem xét sự phát triển của nhánh Long

Khánh và xu thế làm thoái hoá nhánh Hồng Ngự.

+ Đoạn sông Sài Gòn, khu vực bán đảo Thanh Đa cũng đƣợc tính toán

phân bố trƣờng lƣu tốc và diễn biến xói lở khu vực này.

- Một số đoạn sông Hồng đã đƣợc Viện Khoa học Thủy lợi ứng dụng

mô hình MIKE 11 và MIKE 21C:

+ Đoạn Sơn Tây – Liên Trì đã đƣợc tái tạo lại chế độ dòng chảy và các

đặc trƣng thủy lực trong các năm lũ lớn (1996-2000), dự báo biến hình lòng

dẫn khi đoạn bờ sông trung Hà không có hoặc có công trình bảo vệ bờ.

+ Đoạn sông Thái Bình, khu vực Hải Dƣơng đã đƣợc tái tạo lại chế độ

dòng chảy và các đặc trƣng thủy lực của đoạn sông cong gấp trong các năm lũ

66

lớn (1996-2000), dự báo biến hình lòng dẫn khi đoạn bờ sông không có hoặc

có công trình bảo vệ bờ.

Nhìn chung kết quả mô phỏng của mô hình MIKE 21C trong các dự án

này đƣợc đánh giá là khá phù hợp thực tế. Vì vậy MIKE21C là một lựa chọn

phù hợp và có sơ sở thực tiễn kể cả trong và ngoài nƣớc.

Để xác định điều kiện biên thủy lực cho đoạn sông nghiên cứu khi ứng

dụng mô hình MIKE 21C, luận án sử dụng mô hình MIKE11HD cho toàn hệ

thống SCL (Xem phụ lục C).

2.2.3.2. Xác định cấu hình làm việc cho đoạn sông nghiên cứu.

Nội dung chính của phần này là lý giải để xác lập phạm vi không gian

để áp dụng mô hình MIKE 21C để nghiên cứu các quá trình thủy động lực,

bồi xói trong điều kiện tự nhiên và có thêm các công trình chỉnh trị sông.

Lộ trình thực hiện nghiên cứu trên mô hình nhƣ trong hình 2.9 thể hiện.

67

Xây dựng CSDL nhập các loại (DEM, biên KTTV, nhám, nhớt)

Hiệu chỉnh thông số mô hình

Hình 2.9.Sơ đồ các bước ứng dụng mô hìnhMIKE21C để nghiên cứu thủy động lực và bồi xói tại VNC

So sánh số liệu tính toán và thực đo

Chƣa đạt

Cho kết quả

chấp nhận đƣợc?

Kiểm tra CSDL nhập và hiệu chỉnh các thông số mô hình

Đạt

- Kết quả kiểm định kết quả tính toán - Chốt bộ thông số mô hình, lƣới tính,

CSDL biên….

Các bản đồ GIS, đồ thị, bảng biểu về thủy lực, bồi xói hiện trạng tại VNC và báo cáo

Đóng gói kết quả về thủy lực, sóng, bồi xói

với bộ thông số mô hình và CSDL đã Mô phỏng các phƣơng án hiện trạng chọn

Đóng gói kết quả dòng chảy, mực nƣớc , bồi xói cho các phƣơng án hiện trạng

Thiết kế biên cứng bao gồm các thay đổi do các phƣơng án công trình

Dự báo các yếu tố dòng chảy, mực nƣớc, bồi xói sau khi có các phƣơng án công trình

Các bản đồ, đồ thị, số liệu mô tả sự thay đổi chế độ thủy lực, bồi xói sau khi có công trinh và báo cáo

Phân tích đánh giá tác động của các phƣơng án công trình

Chạy dự báo các phƣơng án có công trình

68

2.2.3.3. Dữ liệu mô hình

1. Dữ liệu đầu vào cho mô hình Mike 21C

a) Dữ liệu địa hình

Bình đồ địa hình sông Tiền khu vực Tân Châu - Hồng Ngự do Viện

Khoa học Thủy lợi miền Nam đo đạc khảo sát năm 2009, 2010.

Hình 2.10. Địa hình sông Tiền khu vực Tân Châu - Hồng Ngự năm 2009

b) Dữ liệu thủy văn

Tài liệu lƣu lƣợng, mực nƣớc ở 2 biên đƣợc trích từ mô hình một chiều

(MIKE 11 cho toàn đồng bằng) đã đƣợc kiểm định và đảm bảo độ tin cậy để

mô phỏng trong mô hình, số liệu thủy văn đƣợc đo đạc khảo sát tháng

12/2010 và năm 2011 [12], [19].

c) Dữ liệu bùn cát

Tài liệu bùn cát đƣợc trích từ mô hình một chiều (MIKE 11 cho toàn

đồng bằng) đã đƣợc kiểm định và đảm bảo độ tin cậy để mô phỏng trong mô

hình.

69

Đƣờng kính hạt cát, cấp phối hạt đƣợc xác định từ các mẫu bùn cát đáy

do Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam khảo sát lấy mẫu trong tháng 12/2010.

2.2.3.4. Thiết lập mô hình

1. Lưới tính toán

Miền tính toán của mô hình đƣợc tạo từ lƣới cong gồm (47x499) ô

lƣới,trong đó có 499 ô lƣớitheo chiều dọc (j=0 đến j= 498) và 47 ô lƣới theo

chiều ngang (k=0 đến k=46), kích thƣớc các ô lƣới: j=15÷60m; k=40÷60m.

Hình 2.11. Sơ đồ chia lưới khu vực Tân Châu - Hồng Ngự

2. Biên tính toán

a) Biên thủy lực

Biên mô hình có 2 biên hở, trong đó tại biên thƣợng lƣu sông Tiền sử

dụng biên lƣu lƣợng, biên hạ lƣu sử dụng biên mực nƣớc (Hình 2.12;2.13

11.

70

Hình 2.12. Biên lưu lượng ở thượng lưu 2009-2011

Hình 2.13. Biên mực nước ở hạ lưu 2009-2011

Để mô phỏng biến hình lòng dẫn chọn thời đoạn mô phỏng là 2 mùa lũ

liên tiếp từ năm 2009-2010.

b) Biên bùn cát

Biên bùn cát đƣợc trích xuất từ mô hình MIKE 11 với 2 biên thƣợng

lƣu và hạ lƣu.

71

Hình 2.14. Số liệu bùn cát biên thượng lưu 2009-2010

Hình 2.15. Số liệu bùn cát biên hạ lưu 2009-2010

c) Trình tự mô phỏng

- Công việc chuẩn bị đầu vào cho mô hình nhƣ:

+ Số hóa địa hình thành dạng file (x,y,z);

+ Thiết lập lƣới cong tính toán;

+ Nội suy địa hình lòng sông vào lƣới tính toán;

+Thiết lập file nhám theo địa hình lòng sông: Hệ số Manning (M) căn

cứ vào địa hình và kết quả kiểm định thủy lực, giá trị thay đổi từ 25÷35 tùy

thuộc vào đặc trƣng địa hình lòng sông.

- Thiết lập các tham số liên quan:

+ Bƣớc thời gian mô phỏng tính toán phù hợp t = 30s;

+ Bƣớc thời gian khi chạy với Scaled Dynamic là: t = 5s;

72

+ Hệ số nhớt động học: Smagorinsky formulation = 0,28;

+ Đƣờng kính hạt d50 = 0,25 mm;

+ Độ rỗng: 0,35;

+ Tỷ trọng cát: 2,65;

+ Thông số Shield tới hạn: 0,056;

+ Tính toán vận chuyển bùn cát đáy và bùn cát lơ lửng theo công thức

Englund & Fredsoe.

- Thực hiện tính toán mô phỏng.

- Trích xuất kết quả tính toán.

2.2.3.5 Hiệu chỉnh các thông số mô hình và kiểm định tính toán

Mô hình này đƣợc hiệu chỉnh với tài liệu lƣu lƣợng thực đo và phân bố

vận tốc từ ngày 25÷28/12/2010 cho 3 vị trí quan trắc tại MC1-1, MC2-2,

MC3-3 (Hình 2.16), kiểm định với lƣu lƣợng 2011 tại trạm quan trắc Tân

Châu và kiểm định hình thái đƣợc sử dụng tài liệu thực đo năm 2010.

Trong nghiên cứu này để đánh giá độ chính xác từ các kết quả của mô

hình toán và số liệu thực đo, chỉ số hiệu quả Nash-Sutcliffe (NSE) và tỉ số độ

lệch quan trắc tiêu chuẩn (RSR) đã đƣợc sử dụng.

Chỉ số NSE là một thông số thống kê xác định giá trị tƣơng đối của

phƣơng sai dƣ so với phƣơng sai của chuỗi thực đo đƣợc tính toán nhƣ sau:

NSE = 1- (2.2)

Trong đó: NSE là hệ số Nash-Sutcliffe, là giá trị quan trắc tại

thời điểm i, là giá trị mô phỏng tại thời điểm i, là giá trị quan

trắc trung bình trong chuỗi số liệu, n là số lần quan trắc.

Tỉ số độ lệch quan trắc tiêu chuẩn (RSR) theo công thức:

RSR = = (2.3)

73

Trong đó: RSR là tỉ số độ lệch quan trắc tiêu chuẩn, giá

trị , giống nhƣ trên.

Bảng 2.6. Đánh giá độ chính xác của mô hình theo các chỉ số NSE, RSR

RSR NSE Đánh giá độ chính xác của mô hình

Rất tốt 0,00 RSR 0,50 0,75 < NSE 1,00

Tốt 0,50 < RSR 0,60 0,65 < NSE 0,75

Đạt 0,60 < RSR 0,70 0,50 < NSE 0,65

Không đạt RSR > 0,70 NSE 0,50

Hình 2.16 thể hiện đƣờng quá trình lƣu lƣợng tại các vị trí quan trắc MC1-1, MC 2-2, MC 3-3 giữa mô hình và thực đo trong giai đoạn hiệu chỉnh mô hình từ ngày 25÷28/12/2010 cho thấy kết quả khá phù hợp. Hình 2.17, 2.18 thể hiện phân bố trƣờng vận tốc giữa mô hình và thực đo bằng thiết bị ADCP là tƣơng đối giống nhau. Trong giai đoạn kiểm định mô hình, kiểm định hình thái năm 2010 giữa kết quả thực đo và mô hình tại mặt cắt ở hình 2.19 cho thấy xu thế diễn biến hình thái là giống nhau. Hình 2.20thể hiện lƣu lƣợng đƣợc kiểm định năm 2011 giữa kết quả thực đo và mô hình là phù hợp, với chỉ số NSE = 0,917 và RSR = 0,096 so với các giá trị cho phép trong Bảng 2.6 chứng tỏ kết quả mô phỏng là rất tốt.

Từ kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình trên cho thấy các yếu tố thủy động lực học và diễn biến hình thái do mô hình MIKE 21C mô phỏng không sai khác nhiều so với thực tế. Vì vậy, việc sử dụng mô hình MIKE 21C để tính toán, mô phỏng, dự báo cho các giai đoạn sau là hợp lý.

So sánh phân lưu các nhánh.

74

Hình 2.16. So sánh lưu lượng trích xuất từ 21C vớ

1-1,2-2,3-3

75

So sánh phân bố trường vận tốc.

Hình 2.17. Phân bố lưu tốc mô phỏng bằng MIKE 21C

16h30' 25-12-2010 16h20' 25-12-2010 16h57' 25-12-2010 MC1-1

MC2-2 MC3-3

Hình 2.18. Phân bố lưu tốc thực đo bằng thiết bị ADCP

Kiểm định hình thái và lưu lượng

Hình 2.19. So sánh biến đổi lòng dẫn Hình 2.20. So sánh Q thực đo và Q

giữa mô phỏng bằng MIKE 21C và MIKE 21C tại Tân Châu năm 2011

thực đo từ năm 2009 đến 2010

76

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƢNG SÔNG PHÂN LẠCH

VÀ BỐ TRÍ KHÔNG GIAN CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊCÁC ĐOẠN

PHÂN LẠCHTRÊN SÔNG CỬU LONG

3.1. NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA SÔNG PHÂN LẠCH

ĐBSCL

3.1.1.Tổng quan sông phân lạch trên sông Cửu Long

Trong vùng ĐBSCL, đặc biệt trên hệ thống sông Tiền, sông Hậu, có rất

nhiều đoạn sông phân lạch. Những đoạn sông phân lạch thƣờng gắn liền với

yếu tố “Cù lao”, chính là doi đất nổi lên ở giữa sông, ở miền Bắc gọi là "bãi

giữa". Theo nhà nghiên cứu An Chi, thuật ngữ "cù lao" bắt nguồn từ tiếng Mã

Lai "pulau", có nghĩa là “đảo”, mà phƣơng Tây thƣờng phiên âm thành

"poulo", còn tiếng Việt thì lại phiên thành "cù lao". Nhƣng ngoài thuật ngữ cù

lao khá phổ biến, trên các sông vùng Bến Tre, Tiền Giang...còn dùng thuật

ngữ "cồn" chỉ 1 khái niệm tƣơng tự, nhƣ Cồn Khƣơng, Cồn Khế, Cồn Phụng,

cồn Tầu, cồn Nhật Bản v.v...

Dựa vào điều kiện thủy động lực của từng đoạn sông trong ĐBSCL, có

thể phân chia các đoạn sông phân lạch thành 3 loại: Sông phân lạch vùng triều

sông, sông phân lạch vùng triều biển và sông phân lạch cửa sông giáp biển.

77

Bảng 3.1. Thống kê các đoạn sông phân lạch trên sông Tiền, sông Hậu

Sơ đồ

Tên sông Thứ tự Địa phận bờ trái

Địa phận Bờ phải

Tên đoạn phân lạch

1

Sông Tiền

Cù lao Cỏ Gang

Huyện Hồng Ngự tỉnh Đồng Tháp

Thị xã Tân Châu tỉnh An Giang

2

Sông Tiền

Tân Châu – Hồng Ngự Huyện Hồng Ngự tỉnh Đồng Tháp

Thị xã Tân Châu tỉnh An Giang

3

Sông Tiền Chợ Vàm

Huyện Hồng Ngự tỉnh Đồng Tháp Huyện Phú Tân, An Giang

4

Sông Tiền

Cù lao Giêng- An Giang Huyện Chợ mới tỉnh An Giang

Xã Tân Thuận Đông- Cao Lãnh tỉnh đồng Tháp

78

5

Sông Tiền

Cồn Lân – Cồn Trà

TP. Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp Huyện Chợ mới tỉnh An Giang

6

Sông Hậu Cù lao Ba

Huyện An Phú tỉnh An Giang

Huyện An Phú tỉnh An Giang

7

Sông Hậu

Cù lao Co Tâm Bon

Thị xã Tân Châu, tỉnh An Giang

Huyện Châu Phú, tỉnh An Giang

8

Sông Hậu Cù lao Thị Hòa

Huyện Châu Thành,tỉnh An Giang

Huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang

9

Sông Hậu Cù lao Ông Hổ

Huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang TP. Long Xuyên, tỉnh An Giang

10

Sông Hậu

Cù lao Thốt Nốt

Quận Thốt Nốt, TP. Cần Thơ

Huyện Lấp Vò+ huyện Lai Vung tỉnh Đồng Tháp

79

11

Sông Hậu Cù lao Linh

Huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long Quận Bình Thủy, Tp. Cần Thơ

12

Tp. Cần Thơ

Huyện Cái Vồn tỉnh Vĩnh Long

Cù lao Ấu (Cồn Khƣơng + Cồn Khế)

13

Sông Tiền

TT. Cái Bè, tỉnh Tiền Giang Huyện Chợ Lách tỉnh Bến Tre

Cù lao Tân Phong + Năm Thôn

14

Sông Tiền

Cù lao Thới Sơn

Tp. Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang

Huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre

15

Sông Mỹ Tho

Huyện Gò Công Tây, Tiền Giang Huyện Bình Đại, Bến Tre Cù lao Tam Hiệp (Tầu)

16

Cù lao Ốc

Sông Hàm Luông

Huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre

Huyện Giồng Chơn , tỉnh Bến Tre

17

Cù lao Đất

Sông Hàm Luông Huyện Ba Tri, tỉnh Bến Tre

Huyện Thạnh Phú tỉnh Bến Tre

80

18

Sông Cổ Chiên Huyện Mỏ Cày tỉnh Bến Tre Cù lao Giai (Dài)

Huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long

19

Sông Hậu Cù lao Mây

Huyện Trà Ôn, tỉnh Vĩnh Long

Huyện Châu Thành tỉnh Hậu Giang

20

Cồn Phụng

Sông Cổ Chiên

Huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre

Huyện Châu Thành, tỉnh Trà Vinh

21

Sông Hậu Cù lao Dung

Huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh

Huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng

Trong bảng thống kê trên,trong tổng cộng 21 đoạn phân lạch trên sông

Cửu Long, 12 đoạn phân lạch đầu tiên thuộc vùng triều sông, là đối tƣợng

nghiên cứu của luận án. Bảy đoạn phân lạch tiếp theo thuộc vùng triều biển và

2 đoạn phân lạch cuối thuộc vùng cửa sông ra biển, không thuộc phạm vi

nghiên cứu của luận án.

81

3.1.2. Các đặc trƣng cơ bản của sông phân lạch vùng thƣợng châu thổ

ĐBSCL

3.1.2.1. Các đặc trưng hình thái

1. Số liệu thống kê các chỉ tiêu đặc trưng về yếu tố hình học của đoạn sông

phân lạch

(Xem phụ lục A1)

2. Đặc trưng mặt bằng của đoạn phân lạch

Về đặc trƣng mặt bằng của đoạn phân lạch, các nhà khoa học [33]

thƣờng dùng các chỉ tiêu sau để đánh giá:

- Hệ số phân lạch P:Tỷ lệ giữa tổng chiều dài các lạch và chiều dài lạch

chính.

- Độphình của đoạn phân lạch R: Tỷ lệ giữa chiều rộng cực đại của đoạn

phân lạch (bao gồm cả cồn giữa) với chiều rộng đoạn sông đơn lạch kề cận

phía thƣợng lƣu.

- Hình dạngtổng quát của đoạn phân lạch DRP: Tỷ lệ giữa chiều dài

đoạn phân lạch với chiều rộng cực đại của đoạn phân lạch.

- Độ thon của cồn giữa DRB: Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng cực đại

của cồn giữa.

- Độ mở rộng mặt nước của đoạn phân lạch BMN: Tỷ lệ giữa tổng chiều

rộng mặt nƣớc các lạch so với chiều rộng mặt nƣớc đoạn đơn lạch thƣợng lƣu

dƣới cùng một lƣu lƣợng.

82

Bảng 3.2. Đặc trưng hình học các đoạn phân lạch nghiên cứu trong vùng

ĐBSCL

TT Đoạn phân lạch P R DRP DRB BMN

Tuyến sông Thẳng 1,90 1,42 2,88 5,31 1,17 1

Thẳng 1,97 1,90 5,12 8,51 1,28 2 Cù lao Cỏ Gang ( S.Tiền) Cù laoThốt Nốt (S. Hậu)

Thẳng 1,98 1,01 1,31 4,44 1,05

Thẳng 2,16 1,52 1,23 2,99 1,10

5,31 1,15 3 Cù lao Linh (S. Hậu) 4 Cù lao Ấu (S. Hậu) TRUNG BÌNH

Hơi cong 4,11 1,31 2,00 1,46 2,63 5 Cù laoTây, ( S.Tiền) 2,26 2,97 3,18

Hơi cong 1,81 3,32 2,26 2,65 1,22 6 Cù laoGiêng, ( S.Tiền)

Hơi cong 1,96 5,33 3,72 4,84 1,36

Hơi cong 2,03 1,02 2,61 1,35 8 9,13

Hơi cong 2,19 1,76 2,00 3,14 1,18 9

Hơi cong 2,30 3,98 1,35 1,95 1,31 10

2,09 3,06 2,52 4,30 1,28

Cong gấp 2,40 2,81 1,39 1,92 1,30 11

Cong gấp 12 2,16 2,20 1,77 2,19 1,34

7 Cù lao Ba (S. Hậu) Cù laoCo Tâm Bon (S. Hậu) Cù lao Thị Hòa, (S.Hậu) Cù lao Ông Hổ, (S.Hậu) TRUNG BÌNH Cù lao Long Khánh, ( S.Tiền) Cồn Lân + Cồn Trà ( S.Tiền) TRUNG BÌNH 2,28 2,50 1,58 2,05 1,32

Chú thích: Cù laoLong Khánh và Cồn Lân+Cồn Trà chỉ tính 2 lạch lớn.

3.1.2.2. Các đặc trưng diễn biến

Hầu hết các đoạn phân lạch ở vùng thƣợng châu thổ sông Cửu Long

đều khá ổn định, hàng trăm năm nay, chỉ có 1 đoạn phân lạch mất đi (đoạn

sông Tiền, khu vực Sa Đéc- theo PGS. Lê Ngọc Bích) và cũng chỉ có 1 đoạn

83

phân lạch mới xuất hiện trong vài chục năm nay (đoạn phân lạch Cỏ Gang ở

thƣợng nguồn sông Tiền) .

1. Diễn biến các lạch

Thông thƣờng, hiện tƣợng bồi và xói đầu các lạch thƣờng xảy ra theo

đƣờng chéo: bồi (xói) ở đầu lạch này thì tƣơng ứng sẽ có bồi (xói) ở cuối lạch

kia. Đầu lạch có bãi bồi xuất hiện là dấu hiệu suy thoái của lạch.

Bãi bồi đầu lạch trái đoạn Tân Châu - Bãi bồi trong lạch trái đoạn Cù lao Ông

Hồng Ngự trên sông Tiền Hổ,trên sông Hậu

Hình 3.1. Các bãi bồi đầu lạch phụ

Trên sông Cửu Long, hiện tƣợng thay đổi ngôi thứ giữa các lạch trong

đoạn phân lạch không có nhiều số liệu thực tế để phán định, song rất ít đƣợc

nói đến. Đoạn phân lạch Tân Châu Hồng Ngự trên sông Tiền đã ghi nhận 2

lần hoán đổi ngôi thứ của lạch: Trƣớc 1940 không rõ. Từ 1940, lạch chính là

lạch Long Khánh [19], lạch này duy trì trong khoảng 20 năm. Từ 1960, lạch

chính đổi sang lạch Hồng Ngự, nhƣng phải đến năm 2003, tức sau 43 năm,

lạch chính mới trở lại Long Khánh. Tại Cù lao Ông Hổ, lạch chính chuyển từ

lạch trái sang lạch phải từ năm 1997, đã 17 năm.

Hai đoạn sông này đều có chung một xu thế là chuyển lạch chính từ

lạch trái sang lạch phải và gần nhƣ cùng thời kỳ và đều có tác động của các

hoạt động khai thác cát trái phép trong các lạch.

84

2. Diễn biến bãi giữa

Trên tất cả các cù lao đều có dân cƣ sinh sống đông đúc, chủ yếu bám

dày đặc theo các bờ mép lạch. Điều đó chứng tỏ các bãi giữa tƣơng đối ổn

định. Tuy nhiên, hiện tƣợng xói lở cục bộ đầu bãi giữa xảy ra khá phổ biến,

nhƣ ở các đoạn cù lao Tây, cù lao Giêng, cồn Lân, cồn Trà trên sông Tiền, cù

lao Ba trên sông Hậu. Tại cù lao Ông Hổ, hiện tƣợng xói đầu bãi giữa, bồi tụ

đuôi bãi giữa, làm cho cù lao có xu thế chuyển dịch về hạ lƣu, nhƣng không

lớn.

3.1.3. Phân tích về tính chất đặc thù của các đoạn phân lạch ĐBSCL

Để làm rõ tính chất đặc thù của các đoạn sông phân lạch vùng ĐBSCL,

luận án tiến hành các đối chứng về các yếu tố hình thái và đặc trƣng diễn biến

so với các đoạn sông phân lạch trong vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH).

- Về tổng thể, mật độ các đoạn phân lạch trên sông Cửu Long lớn hơn

nhiều so với sông Hồng.

- Các đoạn sông phân lạch trong phạm vi nghiên cứu, phần lớn là ổn

định lâu dài về vị trí và kích thƣớc. Hai trong số 12 đoạn phân lạch gần đây đã

xẩy ra quá trình thay đổi tỷ lệ phân lƣu, làm thay đổi ngôi thứ của các lạch,

gây sạt lở nghiêm trọng tại các bờ lạch đƣợc tăng cƣờng lƣu lƣợng. Các đoạn

phân lạch còn lại chỉ có sạt lởcục bộkhông ảnh hƣởng đến ổn định toàn cục.

- Hầu hết các đoạn phân lạch không có nút khống chế ổn định đặc trƣng

ở đầu và cuối đoạn phân lạch, nhƣ trong hầu hết các tài liệu về sông phân lạch

đã nói.

- Bãi giữa ít khi bị ngập trong mùa lũ nhƣ ở vùng ĐBSH, do đó ngoài

việc bố trí dân cƣ, canh tác cây trồng, hoàn toàn có thể khai thác các dịch vụ

du lịch, giải trí quanh năm. Do đó, mỗi lạch có thể vận động nhƣ 1 con sông

riêng biệt.Có những cù lao đã là những điểm dân cƣ lâu đời có lịch sử phát

85

triển hàng trăm năm nhƣ cù lao Ông Hổ, quê hƣơng của cố chủ tịch Tôn Đức

Thắng. Đó là đặc điểm khác xa với các bãi giữa của các sông vùng ĐBBB.

- Có thể nhận thấy 3 loại phân lạch trong vùng triều sông: phân lạch

trên tuyến sông thẳng, phân lạch trên tuyến sông hơi cong và phân lạch trên

tuyến sông cong gấp, trong đó loại phân lạch trên tuyến sông hơi cong chiếm

50%. Các đặc trƣng hình thái của 3 loại phân lạch này có những khác biệt nhƣ

sau:

+Hệ số phân lạch của đoạn sông phân lạch trên tuyến sông thẳng (2,0)

nhỏ hơn trên tuyến sông hơi cong (2,09), lớn nhất ở đoạn phân lạch trên tuyến

sông cong gấp (2,28). Hệ số phân lạch lớn hơn 2 chứng tỏ các lạch có chiều

dài ngắn hơn là lạch chính.

+Độ phình của mặt bằng đoạn sông phân lạch trên tuyến sông hơi cong

đạt trị số lớn nhất (3,06), nhỏ nhất trên tuyến sông thẳng (1,46), trung gian là

trên tuyến sông cong gấp (2,50). Điều này có khác biệt so với sông Hồng, độ

phình lớn nhất xuất hiện ở các đoạn cong gấp nhƣ vùng ngã baViệt Trì (4,06),

Tráng Việt (4,42) và Ngã ba Cửa Luộc (6,10).

+Tỷ lệ giữa chiều dài đoạn phân lạch với chiều rộng cực đại của đoạn

phân lạch giảm dần từ tuyến sông thẳng (2,63), qua tuyến sông hơi cong

(2,52), nhỏ nhất trên tuyến sông cong gấp (1,58).

+Hệ số mở rộng mặt nƣớc trên đoạn phân lạch tăng dần theo độ cong

của tuyến sông, từ 1,15 trên tuyến sông thẳng, đến 1,28 ở đoạn sông hơi cong,

lên 1,32 trên tuyến sông cong gấp.

+Điều đặc thù nổi bật nhất của các đoạn sông phân lạch trên sông Cửu

Long so với các vùng miền khác là kích thƣớc các bãi giữa. Bãi giữa có chiều

dài lớn nhất trên sông Hồng là bãi Minh Châu, dài 6,782km, bãi Tứ Liên-

Trung Hà (qua Hà Nội) dài5,644km, trong khi đó trên sông Tiền là Cù lao

Tây, dài 24km, trên sông Hậu là Cù lao Thốt Nốt, dài 17,2 km. Bãi giữa có

86

chiều rộng lớn nhất, trên sông Hồng là bãi Minh Châu, rộng 2,820km, trong

lúc đó trên sông Tiền là Cù lao Tây, rộng 4,368km, trên sông Hậu là Cù lao

Ông Hổ, rộng 3,378km.

+ Độ thon của bãi giữa, tức tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng cực đại

của cồn giữa thì không có gì đặc biệt so với các vùng khác ở trong và ngoài

nƣớc, giảm dần từ 5,31 trên tuyến sông thẳng, 4,30 trên tuyến sông hơi cong

đến 2,05 trên tuyến sông cong gấp.

- Một đặc điểm "lạ" nhất của các đoạn phân lạch trên sông Cửu Long là

hình dạng mặt bằng của bãi giữa có hình dạng đầu hẹp đuôi rộng (hình nêm

ngƣợc),khác với xu thế chung ở vùng ĐBSH vàcác vùng miền khác là đầu

rộng, đuôi hẹp (hình nêm thuận), trừ 1 số trƣờng hợp cá biệt.Chỉ có các cồn

mới nổi trong thời gian gần đây trong các lạch là có tính chất đầu rộng đuôi

hẹp, nhƣ cồn đầu lạch Hồng Ngự. Hình 3.2 sau đây là 1 số ví dụ minh chứng

cho nhận định trên.

Bãi giữa Minh Châu trên sông Hồng Cù lao Long Khánh trên sông Tiền

(khu vực Ba Vì)

87

Cù lao Tây trên sông Tiền,

Bãi giữa Phú Gia trên sông Hồng (khu vực Hà Nội)

Cù lao Thốt Nốt trên sông Hậu

Bãi giữa Tứ Liên trên sông Hồng (khu vực Hà Nội)

Bãi giữa khu vực Cửa Luộc Cù lao Ông Hổ trên sông Hậu

Hình 3.2. So sánh hình dạng bãi giữa trên các đoạn phân lạch của sông Hồng

và sông Cửu Long.

88

Bãi giữa có hình nêm ngƣợc chính là hình ảnh phổ biến của các delta

triều giữa các lạch triều cửa sông, nhƣ cù lao Dung trên sông Hậu, cù lao

Phụng trên cửa sông Tiền.

Cù lao Dung trên cửa sông Hậu

Cù lao Phụng trên cửa sông Tiền (Cổ Chiên)

Hình 3.3. Hình dạng bãi giữa vùng cửa sông

Điều này cho phép chúng ta suy đoán rằng, các bãi giữa của các đoạn

phân lạch trên SCL chính là các khối bồi lắng cửa sông còn để lại trong các

đợt tiến ra biển.

Tổng hợp những phân tích trên có thể đoán định, các đoạn phân lạch

trên SCL có thể là dấu vết của các lạch triều và delta triều trong các thời kỳ

biển lùi trong quá trình hình thành ĐBSCL.

3.2. PHÂN TÍCH CÁC MỐI QUAN HỆ HÌNH THÁI VÀ TỶ LỆ PHÂN LƢU TRONG SÔNG PHÂN LẠCH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Kết quả diễn biến lòng dẫn của các lạch tất nhiên sẽ phản ánh vào các

yếu tố thủy lực. Chúng ta sẽ nghiên cứu quan hệ giữa các yếu tố đó.

Do sông phân lạch là từ sông đơn lạch mà ra, do đó các yếu tố trong

các lạch nhƣ lƣu lƣợng, độ sâu, chiều rộng, diện tích mặt cắt, lƣu tốc, v.v... sẽ

có quan hệ mật thiết với các yếu tố của đoạn sông đơn lạch.

89

Các yếu tố phân tích đƣợc ký hiệu nhƣ sau:

Bo - chiều rộng mặt nƣớc ở đơn lạch trƣớc đoạn phân lƣu;

Bm - chiều rộng mặt nƣớc trong lạch chính (βm>0,5);

Bn - chiều rộng mặt nƣớc trong lạch phụ (βn<0,5 );

Ho - chiều sâu dòng chảy trung bình m/c trong đoạn đơn lạch;

Hm - chiều sâu dòng chảy trung bình m/c lạch chính trong đoạn phân

lạch;

Hn - chiều sâu dòng chảy trung bình m/c lạch phụ trong đoạn phân lạch;

A0 = H0 x B0 - diện tích mặt cắt ƣớt ở đoạn sông đơn lạch;

Am = Hm x Bm - diện tích mặt cắt ƣớt ở lạch chính đoạn sông phân lạch;

An = Hn x Bn - diện tích mặt cắt ƣớt ở lạch phụ đoạn sông phân lạch;

Uo - lƣu tốc trung bình mặt cắt của đoạn sông đơn lạch;

Um - lƣu tốc trung bình mặt cắt trong lạch chính;

Un - lƣu tốc trung bình mặt cắt trong lạch phụ.

3.2.1. Tổng hợpsố liệu thực đo

Từ số liệu thực đo trên các đoạn phân lạch trình bày trong chƣơng 2,

sau khi tính toán chỉnh lý các giá trị của các yếu tố thủy lực, thu đƣợc các kết

quả tổng hợp trong các bảng sau đây:

Bảng 3.3. Tổng hợp các số liệu thực đo về tỷ lệ phân lưu và đặc trưng hình thái các lạch

Đoạn sông

TT

βm

βn

Uo( m/s)

Ho (m/s)

Bo (m/s)

Um( m/s)

Hm( m/s)

Bm( m)

Un( m/s)

Hn( m/s)

Bn( m)

Thời gian đo đạc

14h00'

1,42

16,08

907

1,17

12,01

512

0,341

1,32

14,51

726

0,659

1

ngày

24/9/1996

09h00'

Tân

0,39

15,02

906

0,34

12,24

614

0,486

0,35

12,35

639

0,514

ngày

2

Châu

03/4/2001

18h00'

0,28

15,46

912

0,25

12,95

657

0,545

0,25

12,47

614

0,455

ngày

3

15/3/2003

90

8h20'

0,86

16,74

919

0,75

14,02

664

0,483

0,76

14,05

623

0,517

ngày

4

7/8/2003

11h00'

1,21

16,47

922

1,14

14,51

697

0,596

1,01

13,06

551

0,404

ngày

5

5/10/2007

12h00'

0,47

15,24

854

0,44

13,25

682

0,639

0,39

11,31

503

0,361

6

ngày

12/6/2008

20h00'

Tân

0,74

15,94

865

0,68

13,82

689

0,624

0,62

11,92

512

0,376

ngày

7

Châu

12/6/2008

12h00'

1,31

16,52

927

1,24

15,41

705

0,620

1,08

13,51

531

0,380

ngày

8

24/9/2008

22h00'

0,30

14,84

859

0,29

13,29

702

0,628

0,24

11,21

501

0,372

9

ngày 25/12/2010

04h00'

0,63

15,65

866

0,60

14,24

709

0,656

0,51

11,97

493

0,344

10

ngày 27/12/2010

15h00'

0,72

13,08

897

0,69

12,46

792

0,789

0,54

8,69

394

0,211

11

ngày 10/08/2003

18h00'

1,19

12,19

901

1,02

11,03

807

0,739

0,95

8,31

422

0,261

12

Long

ngày 08/10/2007

Xuyên

10h25'

0,92

12,07

903

0,85

11,36

798

0,754

0,74

8,23

438

0,246

13

ngày 04/12/2010

06h25'

0,55

10,94

898

0,51

10,11

790

0,797

0,39

7,08

425

0,203

14

ngày 05/12/2010

13h00'

1082

0,89

11,39

1214

0,68

7,19

463

0,164

0,89

10,85

0,836

15

ngày 07/12/2010

23h00'

Thốt

1098

0,27

12,49

1220

0,21

8,03

474

0,206

0,26

11,98

0,794

16

Nốt

ngày 09/12/2010

05h00'

1091

0,36

12,32

1217

0,26

7,76

471

0,165

0,36

11,73

0,835

17

ngày 10/12/2010

91

3.2.2. Xây dựng đồ thị và công thức quan hệ

Từ số liệu thực đo trên các đoạn phân lạch trình bày trong chƣơng 2,

sau khi tính toán chỉnh lý các giá trị của các yếu tố thủy lực, thu đƣợc đồ thị

quan hệ và các công thức quan hệ sau:

0.001

3.2.2.1. Đồ thị quan hệ

o Q / Q

y = 0,9946x0,1751 R² = 0,7905

y = 1,0033x0,2696 R² = 0,8751

U/Uo

; o A / A

0.001

H/Ho

; o B / B

B/Bo

0.001

A/Ao

; o H / H

y = 1,0092x0,5401 R² = 0,883

Q/Qo

; o U / U

y = x R² = 1

U/Uo

0.000

H/Ho

y = 1,0125x0,8096 R² = 0,8898

B/Bo

0.000

A/Ao

Q/Qo

0.000

β

0.000

0.000

0.000

0.001

0.001

0.001

Hình 3.4. Đồ thị quan hệ giữa các yếu tố thủy lực và tỷ lệ phân lưu thực đo

3.2.2.2. Công thức quan hệ

Từ phƣơng trình mô tả các đƣờng cong quan hệ trên hình 3.4 ta có các

công thức quan hệ kinh nghiệm giữa các yếu tố thủy lực và tỷ lệ phân lƣu.

Để thuận tiện, đơn giản trong sử dụng, các hệ số phƣơng trình có thể

lấy gần đúng bằng 1, làm tròn các số mũ, lấy 2 chữ số sau dấu phẩy vàđặt α =

0,27, ta có các phƣơng trình nhƣ sau:

92

CÔNG THỨC

SỐ (3.1)' GHI CHÚ YẾU TỐ Độ sâu H

(3.1) α=0,27

DẠNG Nguyên dạng Chỉnh sửa

(3.2)' Chiều rộng B Nguyên

(3.2) α=0,27

(3.3)'

(3.3) α=0,27 Diện tích mặt cắt ngang A

(3.4 )' Lƣu tốc U

(3.4) α=0,27

dạng Chỉnh sửa Nguyên dạng Chỉnh sửa Nguyên dạng Chỉnh sửa

Lƣu ý rằng, trong các công thức trên, các yếu tố của lạch có thể là lạch

chính hoặc lạch phụ (ví dụ yếu tố H có thể là độ sâu của lạch chính Hm, có thể

là độ sâu của lạch phụHn) lúc đó tỷ lệ phân lƣu β là của lạch tƣơng ứng là βm

hoặc βn.

3.2.3. Phân tích

1.Từ các quan hệ thu đƣợc ở trên ta nhận thấy rằng:

Do 1>βm>0,5 nên các yếu tố trên, bất kể là lạch chính hay lạch phụ, đều

có trị số nhỏ hơn so với các yếu tố ở đoạn đơn lạch. Các yếu tố của lạch phụ

lại có trị số nhỏ hơn so với các yếu tố ở lạch chính, nhƣng mức độ nhỏ hơn

của các yếu tố không nhƣ nhau, thậm chí sai khác khá lớn.

Đối với lạch chính ta có:

(3.5)

93

Đối với lạch phụ ta có:

(3.6)

Từ đồ thị trong hình 3.3 ta thấy, sự giảm thiểu của lƣu tốc ít hơn so với

các yếu tố khác, sự thay đổi đối với tỷ lệ phân lƣu β phản ánh chậm hơn.

Chiều rộng mặt nƣớc,diện tích mặt cắt ƣớt giảm nhiều hơn, độ nhạy đối với tỷ

lệ phân lƣu cũng lớn hơn, còn lƣu lƣợng thì giảm nhiều nhất.Vì thế, để thay

đổi tỷ lệ phân lƣu của đoạn phân lạch, tác động có hiệu quả lớn nhất là tác

động vào mặt cắt các lạch. Muốn mở rộng thì sử dụng giải pháp nạo vét,

muốn thu hẹp thì dùng hệ thống mỏ hàn hoặc đập khóa ngầm.

2. Từ các công thức quan hệ thu đƣợc,khi biết một yếu tố này có thể tìm ra

các yếu tố có liên quan. Đặc biệt, khi biết H0 và Hm hoặc Hn; B0 và Bm hoặc

Bn thì có thể tìm đƣợc tỷ lệ phân lƣu βm hoặc βn tƣơng ứng.

3. Từ công thức (3.2), ta thấy:

( 3.7)

Điều đó chứng tỏ rằng, mặc dầu Bm< B0 , Bn

rộng 2 lạch lại luôn lớn hơn B0. Mức độ lớn hơn bao nhiêu thì tùy thuộc vào

tỷ lệ phân lƣu. Phân tích số học cho biết rằng, khi βm= 0,5 sẽ có giá trị Bm+

Bncực đại, bằng 1,37B0. Tức là:

( 3.8 ) Bm+ Bn ≤ 1,37B0

Số liệu thực đo trong bảng 3.3 đã chứng minh điều đó.

Cũng suy luận theo cách tƣơng tự, ta sẽ có:

( 3.9) Am + An ≤ 1,134A0

4. Các công thức quan hệ trên là công thức kinh nghiệm, thu đƣợc trên cơ sở

chỉnh lý, phân tích các số liệu thực đo vùng ĐBSCL, tất nhiên sẽ chỉ có phạm

94

vi sử dụng trong vùng ĐBSCL, khi nghiên cứu các đoạn sông phân lạch ở

vùng khác, cần kiểm định lại mức độ phù hợp.

3.3. NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHÂN CHIA LẠI LƢU LƢỢNG GIỮA

CÁC LẠCH CỦA CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH (LẤY ĐOẠN CÙ LAO

ÔNG HỔ LÀM ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU)

Thông qua hiện tƣợng tự động điều chỉnh tỷ lệ lƣu lƣợng giữa các lạch

trên các đoạn phân lạch Tân Châu- Hồng Ngự và đoạn Cù lao Ông Hổ nhƣ đã

phân tích ở trên, ta thấy rằng, việc điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu là hoàn toàn có

thể làm đƣợc, nếu tác động đúng đối tƣợng và mức độ.Tuy nhiên sự điều

chỉnh tự nhiên để làm thay đổi ngôi thứ các lạch xảy ra trong một thời kỳ dài

đến hàng chục năm, tại Tân Châu- Hồng Ngự là 12 năm (1996-2008), tại Cù

lao Ông Hổ là 10 năm (từ 1997 đến 2007). Mỗi năm trung bình chỉ điều chỉnh

đƣợc 3% đến 4% lƣu lƣợng. Trong điều kiện chủ động của con ngƣời, có thể

đẩy nhanh đƣợc tốc độ điều chỉnh hay không, điều đó phụ thuộc vào giải pháp

sử dụng và phƣơng thức tác động.

3.3.1. Phân tích các yếu tố cơ bản ảnh hƣởng đến sự biến động trong

phân chia lƣu lƣợng của sông phân lạch

Dựa vào kết quả phân tích đặc trƣng diễn biến các đoạn phân lạch vùng

sông Cửu Long đã trình bày ở trên, ta thấy rằng ở ĐBSCL ít có nhu cầu biến

đoạn phân lạch thành đơn lạch thông qua bịt lấp hẳn lạch phụ mà chủ yếu là

điều chỉnh lại tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng giữa các lạch để duy trì sự tồn tại và

ổn định của các lạch. Do đó, các yếu tố chính cần tác động bao gồm yếu tố

hình thái và yếu tố dòng chảy.

3.3.1.1. Yếu tố hình thái

Trƣớc hết là ảnh hƣởng của sự biến động hình thái của lòng dẫn

thƣợng lƣu điểm phân lƣu. Sự biến động của lòng dẫn thƣợng lƣu ảnh hƣởng

tớisự phân bố lƣu tốc trên phƣơng ngang và trên thủy trực, dòng chảy đi về

95

đoạn phân lạch sẽ có sự thay đổi về hƣớng của chủ lƣu. Sự biến đổi lớn về

hình thái lòng dẫn đoạn Tân Châu chính là nguyên nhân quan trọng làm thay

đổi tỷ lệ phân lƣu từ lạch Hồng Ngự chuyển sang lạch Long Khánh.

Tiếp theo, là hình dạng và hƣớng của mũi đất đầu bãi giữa có tính chất

đón dòng chảy và phân phối lại trên phƣơng ngang, ảnh hƣởng đến sự phân

chia nƣớc và cát vào các lạch. Biến động lớn của mũi đất đầu bãi giữa sẽ làm

thay đổi tỷ lệ phân lƣu cho các lạch. Hiện tƣợng này đã xảyra ở cù lao Long

Khánh.

Sự khác nhau về độ uốn cong của tuyến lạch, làm cho lạch dài, lạch

ngắn, dẫn đến sự khác nhau về độ dốc thủy lực. Thông thƣờng, với các điều

kiện khác nhƣ nhau, lạch có chiều dài ngắn hơn có khả năng phát triển mạnh

hơn.Đó là trƣờng hợp của đoạn cù lao Ông Hổ.

Bán kính cong ở khu vực phân lƣu tạo ra độ chênh mặt nƣớc theo

phƣơng ngang dòng chảy. Phía bờ lõm, mực nƣớc cao hơn, lạch ở phía đó sẽ

có độ dốc bé, sức tải cát sẽ giảm nhỏ, dễ gây bồi lắng. Hiện tƣợng bồi lắng

đầu lạch Hồng Ngự thể hiện rất rõ tác động này.

Các hoạt động khai thác cát trong lòng dẫn các lạch làm cho mặt cắt

lòng dẫn các lạch bị đào sâu quá mức cũng có tác dụng thu hút sự phân chia

lƣu lƣợng vào lạch. Đó là trƣờng hợp của lạch phải trong đoạn cù lao Ông Hổ.

Vì vậy, để có thể điều chỉnh sự phân chia lƣu lƣợng trong đoạn sông

phân lạch, trƣớc hết thƣờng xét đến các giải pháp tác động vào yếu tố hình

thái: làm giảm bán kính cong lòng dẫn ở khu vực phân lƣu, ổn định hoặc cải

tạo mũi đất đầu bãi giữa, tăng hay giảm mặt cắt lòng dẫn các lạch.

3.3.1.2. Yếu tố dòng chảy

Dòng chảy là yếu tố tích cực, chủ động trong tác động đối với lòng dẫn.

Sự thay đổi lòng dẫn nhiều khi cũng phải thông qua yếu tố dòng chảy.

96

Vấn đề đầu tiên là phải ổn định (quá trình và hƣớng)dòng chảy ở đoạn

sông thƣợng lƣu điểm phân lƣu. Hƣớng dòng chảy ở thƣợng lƣu thay đổi,

phân bố vận tốc trên phƣơng ngang thay đổi, lƣợng bùn cát do sạt lở bờ đƣa

về đoạn phân lạch cũng thay đổi, dẫn đến sự thay đổi sự phân chia lƣu lƣợng

giữa các lạch. Đó là trƣờng hợp đã diễn ra ở đoạn Tân Châu- Hồng Ngự.

Kết cấu dòng chảy không gian trong khu vực phân lƣu có tính quyết

định sự phân chia lƣu lƣợng nƣớc và bùn cát vào các lạch.

Mực nƣớc trong các lạch phản ánh sức cản của dòng chảy, độ dốc thủy

lực, độ dốc dòng chảy bé sẽ là điều kiện làm suy giảm sự phát triển của các

lạch.

3.3.2. Các giải pháp cơbản nhằm điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu trong sông

phân lạch

Từ các cơ sở lý thuyết về kết cấu dòng chảy khu vực phân lƣu của sông

phân lạch, nhận thấy rằng nhiệm vụ điều chỉnh lạitỷ lệ phân chia lƣu lƣợng

trong các lạch có thể thực hiện các giải pháp tạo độ dốc ngang mặt nƣớc tại

khu vực này sao cho tại cửa vào lạch cần giảm lƣu lƣợng có mực nƣớc cao

hơn so với mực nƣớc tại cửa vào của lạch cần tăng lƣu lƣợng, đồng thời

hƣớng chủ lƣu chảy về phía lạch cần tăng lƣu lƣợng. Mục tiêu đó có thể thực

hiện đƣợc khi bố trí công trình tạo ra một bờ lõm ở phía cửa lạch cần giảm

lƣu lƣợng.

Các giải pháp công trình để đạt đƣợc yêu cầu trên, tùy theo mức độ

chênh lệch giữa sự phân bố lƣu lƣợng hiện trạng và trị số thiết kế, có thể sử

dụng riêng rẽ hoặc tổ hợp các giải pháp cơ bản sau. Các nhóm giải pháp bao

gồm:

3.3.2.1.Giải pháp hướng dòng

Đây là giải pháp điều chỉnh lƣu hƣớng ở đầu khu vực phân lƣu (điểm

phân lƣu). Để có tác dụng hƣớng dòng có thể sử dụng hoặc là tƣờng hƣớng

97

dòng (đƣờng thẳng xiên hoặc dạng chữ Γ), hoặc là hệ thống mỏ hàn (số lƣợng

mỏ hàn lớn hơn 3, trong đó có mỏ hàn dài nhất, tạo ra đƣờng viền hƣớng

dòng theo tuyến chỉnh trị). Giải pháp này ứng dụng cho trƣờng hợp bờ của

lạch tƣơng đối cao, ổn định, dòng chủ lƣu đi sát bờ. Cao trình đỉnh công trình

cần đạt tới mục nƣớc dƣới lƣu lƣợng tạo lòng. Ở trƣờng hợp thí nghiệm, cao

trình đỉnh lấy +2,0m.

Để tạo ra hiệu quả đẩy chủ lƣu sang bờ đối diện, theo lý thuyết chỉnh trị

sông, chiều dài mỏ hàn (hoặc hình chiếu trục dọc mỏ hàn trên mặt cắt ngang,

nếu trục công trình xiên góc) phải lớn hơn 1/3 chiều rộng sông dƣới mực

nƣớc chỉnh trị.

Để đón dòng và hƣớng dòng thuận lợi, tƣờng hƣớng dòng cần bảo đảm trục công trình tạo với hƣớng chủ lƣu 1 góc không nhỏ hơn hơn 1500. Tƣờng

hƣớng dòng bám sát theo tuyến chỉnh trị, hình chiếu của nó trên mặt cắt

ngang cần đạt hoặc lớn hơn 1/3xBp, (vớiBp là chiều rộng sông tại vị trí công

trình). Do đó, trong trƣờng hợp thí nghiệm, với chiều rộng sông Bp=700m,

tƣờng hƣớng dòng HD.1A cần có chiều dài lần lƣợt là: 230m; 460m và 690m.

Với ý tƣởng nhƣ trên, mỏ hàn HD.1B đã bố trí vuông góc với đƣờng

bờ, tiến hànhthí nghiệm 3 phƣơng ánchiều dài mỏ hàn, lần lƣợt là 0,3Bp

(210m), 0,425Bp (300m) và lớn nhất là 0,6Bp(420m).

3.3.2.2. Giải pháp đón dòng

Dùng công trình tƣờng nhô đầu mũi bãi giữa kết hợp kè mõm cá để đón

1 phần dòng chảy từ lạch cần giảm lƣu lƣợng đi vào lạch cần tăng lƣu lƣợng

một cách thuận lợi. Giải pháp này sử dụng cho trƣờng hợp đầu bãi giữa tƣơng

đối cao, đang bị sạt lở. Để bố trí tƣờng đón dòng, cần gia cố mũi đất đầu bãi

giữa, hình thành điểm khống chế trên tuyến chỉnh trị. Gốc tƣờng cắm sâu vào

kè mõm cá đến cao trình mực nƣớc tạo lòng (+2,0m).Trục tƣờng đón dòng đi

theo biên tuyến chỉnh trị, vƣơn ra đến vị trí lạch sâu để đón đƣợc chủ lƣu.

98

Trong thí nghiệm, lần lƣợt chọn 3 phƣơng án độ dài tƣờng hƣớng dòng để

đánh giá hiệu quả: 240m, 480m và 720m.

3.3.2.3.Giải pháp tăng sức cản, dâng cao mực nước trong lạch

Để thực hiện chức năng này, có thể sử dụng hệ thống mỏ hàn (kết hợp

bảo vệ bờ chống xói), có thể sử dụng giải pháp đập khóa ngầm. Nếu sử dụng

đập khóa ngầm cần chú ý yêu cầu chạy tàu khi xác định cao trình đỉnh đập.

3.3.2.4.Các giải pháp phụ trợ khác

Các giải pháp phụ trợ có thể là gia cố bờ, điều chỉnh đƣờng bờ cục bộ,

nạo vét thanh thải...

3.3.3. Kết quả nghiên cứu hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch

của giải pháp công trình hƣớng dòng

Trong thí nghiệm mô hình vật lý đã ứng dụng công trình hƣớng dòng

với 2 giải pháp: Tƣờng hƣớng dòng và mỏ hàn.

3.3.3.1. Tỷ lệ phân chia lưu lượng trong điều kiện hiện trạng

Với lòng dẫn đo 2007, các lƣu lƣợng thí nghiệm đã xác định tỷ lệ phân

chia lƣu lƣợng khi chƣa có công trình chỉnh trị nhƣ số liệu trong bảng 3.4 thể

hiện.

Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng trong điều kiện

hiện trạng, dưới các lưu lượng thí nghiệm

Lạch phải Lạch trái Qsông ZHL TT Tỷ lệ Tỷ lệ Qp (m3/s) QT(m3/s) (m3/s) (m) (%) (%)

16.100 2,32 12.648,2 78,56 3.451,8 21,44 1

14.000 1,56 11.065,6 79,04 2.934,4 20,96 2

9.000 0,20 7.362,0 81,80 1.638,0 18,20 3

Đây là cơ sở để tính toán , đánh giá hiệu quả điều chỉnh lƣu lƣợng khi

chỉnh trị sông phân lạch.

99

3.3.3.2.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1A

Giải pháp hƣớng dòng HD.1A là công trình cứng có gốc đặt ở vị trí 1, thân tƣờng tạo với đƣờng bờ 1 góc 300, cao trình đỉnh ở +2,0m, cao hơn mực

nƣớc của lƣu lƣợng tạo lòng. Chiều dài tƣờng có 3 kịch bản: 230m, 460m và

690m.

Tƣờng hƣớng dòng sẽ tiếp xúc chủ lƣu từ bờ phải hƣớng dần sang bờ

trái, tạo ra độ dốc ngang mặt nƣớc ở khu vực phân lƣu, giảm lƣu tốc vào lạch

phải, tăng lƣu tốc vào lạch trái.

Bảng 3.5.Tổng hợpkết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp

dụng giải pháp HD.1A

Lƣu Chiềudài Lạch phải Lạch trái

tƣờng QP (m3/s) QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

1A.L(m) lƣợng QS (m3/s)

230 12.261,7 76,16 3.838,2 23,84

460 12.036,3 74,76 4.063,6 25,24 16.100

690 11.632,2 72,25 4.467,7 27,75

230 10.757,6 76,84 3.242,4 23,16

460 10.564,4 75,46 3.435,6 24,54 14.000

690 10.360,0 74,00 3.640,0 26,00

230 6.993,0 77,70 2.007,0 22,30

460 6.795,0 75,50 2.205,0 24,50 9.000

690 6.646,5 73,85 2.353,5 26,15

3.3.3.3.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1B

Giải pháp hƣớng dòng HD.1B là công trình dạng mỏ hàn, gốc đặt ở bờ phải, vị trí 1B, vƣơn ra lòng sông với góc gần 900.Chiều dài mỏ hàn có 3 kịch

100

bản 200m, 300m và 420m. Hƣớng dòng dạng mỏ hàn chặn đứng chủ lƣu ở bờ

phải, đẩy chủ lƣu ra xa bờ, đi về phía mũi mỏ hàn. Mỏ hàn gây dâng nƣớc cục

bộ và các kết cấu dòng chảy phức tạp.

Bảng 3.6.Tổng hợpkết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp

dụng giải pháp HD.1B

Lƣu Chiều dài Lạch phải Lạch trái

tƣờng 1B QP (m3/s) QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

L(m) lƣợng QS (m3/s)

210 12.380,9 76,90 3.719,1 23,10

300 12.010,6 74,60 4.089,4 25,40 16.100

420 11.785,2 73,20 4.314,8 26,80

210 10.777,2 76,98 3.222,8 23,02

300 10.557,4 75,41 3.442,6 24,59 14.000

420 10.420,2 74,43 3.579,8 25,57

210 6.948,0 77,20 2.052,0 22,80

300 6.745,5 74,95 2.254,5 25,05 9.000

420 6.597,0 73,30 2.403,0 26,70

Từ các kết quả trên ta thấy:Nếu chỉ áp dụng riêng các giải pháp hƣớng

dòng, tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng có đƣợc tăng lên cho lạch trái, nhƣng rất ít, so

với hiện trạng.Xem xét ở cấp lƣu lƣợng tạo lòng, hiệu quả thu đƣợc nhƣ sau:

101

Bảng 3.7. Độ tăng lên của tỷ lệ % lưu lượng cho lạch trái.

GHI CHÚ GIẢI PHÁP LẠCH TRÁI CÓ HD(%) TĂNG LÊN(%)

HD.1A (230) HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) 20,96 23,16 2,20

HD.1A (460) 20,96 24,54 3,58

HD.1A (690) 20,96 26,00 5,04

HD.1B (210) 20,96 23,02 2.06

HD.1B (300) 20,96 24,59 3,63

HD.1B (420) 20,96 25,57 4,61

6

5

4

Từ số liệu trên, ta có các đƣờng cong quan hệ nhƣ trong hình 3.5.

)

(

3

% Q β

HD.1A

2

HD.1B

1

0

0

200

600

800

400

L (m)

Hình 3.5. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình hướng dòng và tỷ lệ phân lưu tăng lên ở lạch trái.

Từ các kết quả cho ta thấy:

- Tƣờng HD.1A vừa có tác dụng cản dòng dâng cao mực nƣớc ở bờ

phải vừacó tác dụngđẩy chủ lƣusangbờ trái một cách thuận lợi, không có các

vùng xoáy lân cận công trình. Song do chiều dài tƣơng đối lớn (L=690m), khi

có lũ cao, HD.1A giống nhƣ một đập tràn xiên có chiều dài tràn nƣớc qua

102

đỉnh lớn, nên tác dụng nâng cao mực nƣớc ít hơn HD.1B.

- Mỏ hàn HD. 1B có tác dụng thu hẹp mặt cắt thoát nƣớc của lòng sông

tƣơng đƣơng với HD.1A, có tác dụng làm dâng mực nƣớc ở phía thƣợng lƣu

mỏ hàn nhƣng nhỏ hơn so với HD.1A, nên hiệu quả đƣa đƣợc lƣu lƣợng chảy

vào lạch trái hạn chế hơn. Do góc độ can thiệp vào dòng chảy lớn, tạo ra

nhiều vùng xoáy cục bộ, làm cho lòng sông và vùng bờ lân cận sản sinh

những diễn biến phức tạp hơn, nhất là khi trong thực tế sẽ tạo ra hố xói lớn

đầu mũi mỏ hàn.

3.3.4. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công

trình đón dòng từ đầu bãi giữa.

Kết quả phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải pháp công trình ĐD.2A

thể hiện trong bảng 3.8.

Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp công trình ĐD.2A

Lƣu

Chiều dài CT

Lạch phải

Lạch trái

đón dòng

QP (m3/s)

QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

L(m)

lƣợng QS (m3/s)

240 12.219,9 75,90 3.880,10 24,10

480 11.946,2 74,20 4.153,80 25,80 16.100

720 11.616,15 72,15 4.483,85 27,85

240 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65

480 10.493,0 74,95 3.507,0 25,05 14.000

720 10.269,0 73,35 3.731,0 26,65

240 7.020,0 78,0 1.980,0 22,0

480 6.912,0 76,8 2088,0 23,2 9.000

720 6.795,0 75,5 2.205,0 24,5

103

Bảng 3.9. Độ tăng tỷ lệ lưu lượng ở lạch trái khi áp dụng các giải pháp đón

dòngĐD.2A (ở lưu lượng tạo lòng 14.000 m3/s)

TĂNG LÊN GHI CHÚ

(%)

GIẢI PHÁP HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) 20,96 ĐD.2A (240) LẠCH TRÁI CÓ ĐD (%) 23,65 2,69

ĐD.2A (480) 20,96 25,05 4,09

ĐD.2A (720) 20,96 26,65 5,69

3.3.5. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công

trình đập khóa ngầm

Bố trí đập khóa ngầm là giải phápcó hiệu quả làm tăng sức cản dòng

chảy, dâng cao mực nƣớc, giảm lƣu tốc, gây bồi lắng trong lòng sông thƣợng

lƣu đập khóa, nhƣng lại có thể gây xói lòng sông hạ lƣu đập. Việc bố trí vị trí

đập khóa cần cân nhắc kỹ giữa hiệu quả kỹ thuật và các vấn đề khối lƣợng

công trình, thi công và các ảnh hƣởng khác. Riêng về hiệu quả dâng nƣớc thì

vị trí đặt càng về cuối lạch càng tốt.

Trong nghiên cứu này, thí nghiệm tiến hành cho 3 phƣơng án vị trí: đầu

lạch (vị trí 3), giữa lạch (vị trí 4) và cuối lạch (vị trí 5).

3.3.5.1. Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở đầu lạch ĐK.3

Tại vị trí 3, lòng sông rộng, nhƣng nông hơn các vị trí khác. Mặt cắt

ngang lòng sông và các kịch bản cao trình đỉnh đập thể hiện trên hình 2.6.

Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của đập

khóa ĐK.3 thể hiện trong bảng 3.10.

104

Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 3 lạch phải (ĐK.3)

Cao độ đỉnh

Lạch phải

Lạch trái

Qsông

đập khóa

(m3/s)

QP (m3/s)

QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

(m)

-6,0 12.155,50 75,50 3.944,50 24,50

-8,0 12.195,75 75,75 3.904,25 24,25 16.100

-10,0 12.260,15 76,15 3.839,85 23,85

-6,0 10.612,2 75,80 3.388,0 24,20

-8,0 10.647,0 76,05 3.353,0 23,95 14.000

-10,0 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65

-6,0 7.020,0 78,0 1.980,0 22,0

-8,0 7.038,0 78,20 1.962,0 21,8 9.000

-10,0 7.065,0 78,50 1.935,0 21,5

3.3.5.2. Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở giữa lạch ĐK.4

Mặt cắt ngang lòng sông lạch trái tại vị trí 4 và cao trình đập khóa thể

hiện trên hình 2.4.

Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của

đập khóa ĐK.4 thể hiện trong bảng 3.11.

105

Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 4 lạch phải (ĐK.4)

Lạch phải

Lạch trái

Cao độ đỉnh

Qsông

(m3/s)

đập khóa (m)

QP (m3/s)

QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

–6,0 12.010,6 74,70 4.089,40 25,30

–8,0 12.034,75 74,75 4.065,25 25,25

–10,0 12.091,1 75,10 4.008,9 24,90 16.100

–12,0 12.171,6 75,60 3.828,4 24,40

–14,0 12.276,25 76,25 3.823,75 23,75

–6,0 10.507,0 75,05 3.493,0 24,95

–8,0 10.535,0 75,25 3.465,0 24,75

–10,0 10.577,0 75,55 3.423,0 24,45 14.000

–12,0 10.633,0 75,95 3.367,0 24,05

–14,0 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65

–6,0 6.970,5 77,45 2.029,5 22,55

–8,0 6.988,5 77,65 2.011,5 22,35

–10,0 7.029,0 78,10 1.971,0 21,90 9.000

–12,0 7.083,0 78,70 1.917,0 21,30

–14,0 7.128,0 79,20 1.872,0 20,8

3.3.5.3.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở cuối lạch ĐK.5

Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của

đập khóa ĐK.5 thể hiện trong bảng 3.12.

106

Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 5 lạch phải (ĐK.5)

Cao độ đỉnh

Lạch phải

Lạch trái

Qsông

đập khóa

(m3/s)

QP (m3/s)

QT(m3/s)

QP(%)

QT(%)

(m)

–6,0 12.026,7 74,70 4.073,3 25,20

–8,0 12.050,85 74,85 4.049,15 25,15

–10,0 12.107,2 75,20 3.992,8 24,80 16.100

–12,0 12.187,7 75,70 3.912,3 24,30

–14,0 12.268,2 76,20 3.831,8 23,80

–6,0 10.542,0 75,30 3.458,0 24,70

–8,0 10.563,0 75,45 3.437,0 24,55

–10,0 10.598,0 75,70 3.402,0 24,30 14.000

–12,0 10.640,0 76,0 3.360,0 24,0

–14,0 10.696,0 76,4 3.304,0 23,6

–6,0 6.984,0 77,6 2.016,0 22,4

–8,0 6.993,0 77,.7 2.007,0 22,3

–10,0 7.011,0 77,9 1.989,0 22,1 9.000

–12,0 7.038,0 78,2 1.962,0 21,8

–14,0 7.074,0 78,6 1.926,0 21,4

107

-4

Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.3

-6

)

Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK3

m

Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK3

-8

Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.4

-10

Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK.4

-12

Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK.4

( K Đ h n ì r t o a C

-14

Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.5

Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK.5

-16

020

021

022

024

025

026

Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK.5

023 βQ(%)

Hình 3.6. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình đập khóa và tỷ lệ phân lưu nhánh trái

TĂNG LÊN GIẢI PHÁP GHI CHÚ Bảng 3.13. Độ tăng lưu lượng vào lạch trái của các phương án bố trí đập khóa trong lạch phải LẠCH TRÁI CÓ ĐK(%) HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) (%)

ĐK.3 (-6m ) 20,96 24,20 3,24

ĐK.3 (-8m ) 20,96 23,95 2,99

ĐK.3 (- 10m) 20,96 23,65 2,69

ĐK.4 (- 6m ) 20,96 24,95 3,99

ĐK.4 (- 8m ) 20,96 24,75 3.79

ĐK.4 (- 10m) 20,96 24,45 3,49

ĐK.4 (- 12m) 20,96 24,05 3,09

ĐK.4 (- 14m 20,96 23,65 2,69

ĐK.5 (- 6m ) 20,96 24,70 3,74

ĐK.5 (- 8m ) 20,96 24,55 3,59

ĐK.5(- 10m) 20,96 24,30 3,34

ĐK.5 (- 12m) 20,96 24,0 3,04

ĐK.5 (- 14m 20,96 23,6 2,64

108

27

25

23

)

%

PA Hiện trạng

21

( T Q β

PA Đập khóa ĐK.3

19

PA Đập khóa ĐK.4

PA Đạp khóa ĐK.5

17

15

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Q (m3/s)

Hình 3.7. Đường cong quan hệ giữa lưu lượng và tỷ lệ phân lưu nhánh trái ứng với cao trình đập khóa -8m.

Từ số liệu trong các bảng 3.10, 3.11, 3.12 và 3.13 ta thấy phƣơng án đập

khóa ở vị trí 4 (P4) có cao độ đỉnh đập khóa là –6,0m cho tỷ lệ phân lƣu lớn

nhất (25,30%). Song kết hợp với yêu cầu chống xói lở trên lạch phải nên đã

chọn phƣơng án đập khóa ở vị trí 5 (ĐK.5) mà đỉnh đập khóa có cao độ đỉnh

đập –8,0mbởi lẽ:

Đƣa cao độ đỉnh đập khóa lên –6,0m thì dòng chảy tràn qua đỉnh đập

có chênh lệch cột nƣớc lớn, sinh ra nƣớc nhảy sau chân đập khóa, lƣu tốc

dòng chảy ở vùng nƣớc nhảy lớn sẽ gây xói chân hạ lƣu đập khóa và xói bờ

hạ lƣu đập khóa.

Chọn vị trí đập khóa ở vị trí 4 (ĐK.4) là vị trí nằm giữa đoạn sông của

lạch phải, mặt cắt thoát nƣớc hẹp, lƣu tốc dòng chảy tràn qua đập khóa lớn sẽ

gây xói bờ phải và lòng sông hạ lƣu gây nguy hiểm sạt lở mái bờ phải phía

Thành phố Long Xuyên là điều bất lợi.

Vì vậy chọn phƣơng án đập khóa ở vị trí 5 (ĐK.5) có cao độ đỉnh đập

khóa-8,0m là hợp lý với tỷ lệ phân lƣu lạch trái cũng đạt tới 25,15%.

109

3.3.6. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp nạo

vét lòng sông trong lạch cần tăng lƣu lƣợng

Trong thực tế, sau khi có các giải pháp công trình thích hợp, lạch trái

đƣợc tăng thêm lƣu lƣợng, lƣu tốc dòng chảy tăng lên, lòng dẫn lạch trái sẽ

đƣợc xói sâu dần. Do thí nghiệm tiến hành trên mô hình lòng cứng, nên hiệu

quả xói sâu đƣợc thay thế bằng giải pháp nạo vét thanh thải ban đầu. Xét tác

dụng khả năng tăng tỷ lệ phân lƣu bằng giải pháp nạo vét lạch trái để khơi

thông dòng chảy, trên mô hình đã thử nghiệm giải pháp nạo vét khơi thông

lạch trái với chiều dài luồng nạo vét gần 4.000m, chiều rộng thay đổi

B1=200m B2=600m và sâu đến cao trình -8m, nghĩa là nạo vét khơi thông từ

đầu lòng sông cửa vào đến cuối đoạn lạch trái đổ xuống vực sâu.

Bảng 3.14. Tỷ lệ phân lưu khi thanh thải ngưỡng cạn lạch trái đến độ sâu -8m

Lạch phải Lạch trái ZHL QS TT (m3/s) (m) QP(m3/s)

QT(%) QT(m3/s)

QT(%)

1 16.100 2,32 10.787,0 67,0 5313,0 33,0

2 14.000 1,56 9.520,0 68,0 4480,0 32,0

3 9.000 0,39 6.345,0 70,50 2655,0 29,50

Từ số liệu trên cho thấy giải pháp khơi thông dòng chảy có tác dụng tăng

tỷ lệ phân lƣu đi vào lạch trái từ 10% 11% lớn hơn giải pháp dùng mỏ hàn

và đập khóa. Điều này minh chứng cho hiệu quả lớn khi tác động trực tiếp

vào mặt cắt lòng dẫn. Nhƣng cần nhớ rằng, trong thực tế, nếu chỉ nạo vét mà

không có các giải pháp tác động vào dòng chảy, thì hố đào nhanh chóng bị

bồi lấp và hiệu quả sẽ không đƣợc duy trì tiếp tục.

110

3.3.7. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp tổ hợp

công trình

3.7.3.1Các tổ hợp công trình xem xét

- Tổ hợp công trình TH.A: Hƣớng dòng HD.1A + đập khóa ĐK.5;

- Tổ hợp công trình TH.B: Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A+ đập

khóa ĐK.5;

-Tổ hợp công trình TH.C: Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A + đập

khóa ĐK.5+ Nạo vét NV1.

3.7.3.2.Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm các tổ hợp công trình thể hiện trong các bảng sau:

Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải

pháp TH.A

Lạch phải Lạch trái ZHL TT QS (m3/s) (m) Qm(m3/s)

m(%) Qn(m3/s)

n(%)

1 16.100 2,32 11.157,3 69,30 4.942,70 30,70

2 14.000 1,56 9.597,0 68,55 4.403,0 31,45

3 9.000 0,20 6.255,0 69,50 2.745,0 30,50

Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp TH.B

Lạch phải Lạch trái ZHL TT QS (m3/s) (m) Qm(m3/s)

m(%) Qn(m3/s)

n(%)

1 16.100 2,32 10.239,6 63,60 5.860,4 36,40

2 14.000 1,56 8.814,4 62,96 5.185,6 37,04

3 9.000 0,20 5.803,2 64,48 3.196,8 35,52

111

Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp TH.C

Lạch phải Lạch trái ZHL TT QS (m3/s) (m) Qm(m3/s)

m(%) Qn(m3/s)

n(%)

1 16.100 2,32 8.307,6 51,60 7.792,4 48,40

2 14.000 1,56 6.988,8 49,92 7.011,2 50,08

3 9.000 0,20 4.541,4 50,46 4.458,6 49,54

Bảng 3.18.Tổng hợp độ tăng tỷ lệ lưu lượng ở lạch trái khi áp dụng các giải

pháp công trìnhtổ hợp (ở lưu lượng tạo lòng 14.000 m3/s)

TĂNG LÊN GIẢI PHÁP GHI CHÚ LẠCH TRÁI CÓ TH.(%) (%)

TH.A HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) 20,96 31,45 12,49

TH.B 20,96 37,04 16,08

55

50

45

TH.C 20,96 50,08 29,12

)

%

NV1

40

( T Q β

TH.A

35

TH.B

30

TH.C

25

8000

9000

10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000

Q (m3/s)

Hình 3.8.Hiệu quả tăng lưu lượng vào lạch trái của các giải pháp tổ hợp.

112

3.3.8. Phân tích chung về hiệu quả kỹ thuật của các giải pháp công trình

với các phƣơng án bố trí không gian khác nhau

Trên mô hình vật lý, NCS đã nghiên cứu 5 loại giải pháp, với tổng cộng

26 cách bố trí không gian khác nhau. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy:

1.Sông Cửu Long mang tính chất cửa sông ảnh hƣởng triều, độ dốc dòng chảy

bé, vì vậy độ nhạy của công trình rất hạn chế. Ở thời điểm đầu tiên, sau khi

xây dựng công trình thì:

- Các công trình hƣớng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,0%

đến 5,8% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình.

-Công trình đón dòngcó thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 1,69 % đến

4,6% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình.

- Các công trình đập khóa ngầm có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ

2,64% đến 3,99% lƣu lƣợng, tùy theo vị trí và cao trình đỉnh công trình.

- Giải pháp nạo vét ngƣỡng cạn đầu lạch (đến cao trình ngang với đỉnh

đập khóa -8m), có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 10% đến 11% lƣu lƣợng.

- Các giải pháp tổ hợp có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 12,49% đến

29,12% lƣu lƣợng.

Tùy theo yêu cầu của mục tiêu chỉnh trị, xác định mức độ điều chỉnh tỷ

lệ phân lƣu cụ thể, dựa vào các đƣờng cong hiệu quả trong các hình (3.3) đến

(3.7) để nghiên cứu ứng dụng các giải pháp bố trí công trình tƣơng ứng. Cùng

một loại giải pháp, có thể sử dụng nhiều cá thể, nhƣ 3-4 mỏ hàn để tạo nối

tiếp tốt với đƣờng bờ, 2-3 đập khóa nếu lạch có chiều dài lớn, sao cho hiệu

ứng dâng nƣớc lan truyền đến đầu lạch.Trong dự ánthực tế còn phải bố trí bổ

sung các giải pháp hỗ trợ nhƣ kè gia cố bờ, kè mõm cá...để chống sạt lở.

2. Những công trình hƣớng dòng, đón dòng, đập khóa... vận dụng riêng lẻ,

hiệu quả kỹ thuật không lớn, nhƣng đó là hiệu quả ban đầu, theo thời gian, do

113

tăng lƣu lƣợng, lƣu tốc tăng lên, sức tải cát của dòng chảy sẽ tăng lên, gây xói

lòng dẫn và hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu sẽ tăng lên theo thời gian.

Giải pháp nạo vét có hiệu quả ban đầu lớn nhất vì tác động trực tiếp

vào yếu tố nhạy cảm nhất, là mặt cắt lòng dẫn lạch, nhƣng nếu chỉ có nạo vét,

không có các công trình điều chỉnh kết cấu dòng chảy, thì khu vực nạo vét sẽ

không duy trì đƣợc lâu, dễ bị bồi lấp trở lại và hiệu quả sẽ giảm dần.

3. Hiệu quả tổng hợp của các giải pháp công trình tổ hợp không phải là tổng

cộng của các hiệu quả riêng lẻ, mà có sự tác động tƣơng hỗ làm tăng thêm

hiệu quả cộng hƣởng.

4. Do lấy điều kiện nghiên cứu là lòng dẫn và dòng chảy vùng ĐBSCL, các

kết quả nghiên cứu trên chỉ có phạm vi ứng dụng phù hợp trong vùng

ĐBSCL.

114

CHƢƠNG 4

ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THỰC TẾ

CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH

4.1. LỰA CHỌN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ YÊU CẦU CHỈNH TRỊ

4.1.1.Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu

Trong chƣơng 3, kết quả nghiên cứu về các sơ đồ bố trí không gian

công trình chỉnh trị xuất phát từ các điều kiện của đoạn sông phân lạch Cù lao

Ông Hổ trên sông Hậu, là đoạn sông phân lạch trên tuyến sông hơi cong. Để

xem xét khả năng mở rộng phạm vi ứng dụng của các sơ đồ đã đề xuất, trong

chƣơng này lựa chọn đoạn sông phân lạch trên tuyến sông cong gấp trên sông

Tiền để ứng dụng. Đó là đoạn sông từ Tân Châu đến Hồng Ngự, là 1 đoạn

sông trọng điểm nghiên cứu từ nhiều năm nay, lại có khá đầy đủ số liệu cơ

bản phục vụ cho phân tích, tính toán...

Đoạn sông Tân Châu- Hồng Ngự (TC-HGN) là đoạn sông phân lạch ở

thƣợng lƣu sông Tiền, bờ phải thuộc tỉnh An Giang, bờ trái thuộc tỉnh Đồng

Tháp. Bãi giữa là Cù lao Long Khánh, thuộc huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng

Tháp (hình 4.1). Từ Tân Châu, sông Tiền chia thành 3 lạch, trong đó sông Cái

Vừng ở bờ phải, là lạch nhỏ nhất và tƣơng đối ổn định ở mức phân lƣu từ 5%

đến 6% lƣu lƣợng toàn sông. Trong chƣơng này, chỉ là 1 ví dụ ứng dụng sơ đồ

bố trí không gian công trình chỉnh trị, để đơn giản không xét đến sự tham gia

của sông Cái Vừng.

Cù lao Long Khánh chia sông Tiền thành 2 lạch: Lạch tả tạm gọi là lạch

Hồng Ngự (HGN), là một đoạn sông cong, dài khoảng 15km, đỉnh cong tại

Ấp Thị, xã Thƣờng Lạc; Lạch hữu tạm gọi là lạch Long Khánh (LK), cũng là

một đoạn sông hơi cong, bờ lõm nằm phía bên phải thuộc địa phận xã Long

Thuận, có chiều dài khoảng 11,6km.

115

Do hạn chế về số trang, trong luận án này không đi sâu mô tả và phân

tích về điều kiện tự nhiên và kinh tế-xã hội, các nội dung này đã đƣợc đề cập

trong các tài liệu [16] và [24].

Các địa danh phía An Giang Các địa danh phía Đồng Tháp

Hình 4.1. Vị trí địa lý của đoạn sông Tân Châu- Hồng Ngự

4.1.2. Yêu cầu chỉnh trị

Đây là đoạn sông phân lạch có diễn biến phức tạp nhất trên sông Cửu

Long, trong lịch sử đã có nhiều lần thay đổi ngôi thứ chính phụ giữa 2 lạch

HGN và LK(xem số liệu trong bảng 4.1). Mỗi lần thay đổi nhƣ thế các hiện

tƣợng sạt lở bờ đều gây những thiệt hại lớn về tài sản và tính mạng của cƣ

dân, đô thị 2 bờ. Đến năm 2010, lạch chính là lạch LK(chiếm62,6% lƣu lƣợng

toàn sông), lạch HGN chỉ chiếm 32,4% lƣu lƣợng toàn sông.

Bảng 4.1. Diễn biến tỷ lệ phân chia lưu lượng qua các thời kỳ

Năm Cái Vừng Ghi chú Hồng Ngự Long Khánh

1993 62,54 26,5 10,96 Hồng Ngự bị xói lớn

2003 48,93 46,68 5,39 Tƣơng đối ổn định

2008 37,0 58,0 Long khánh bị xói lớn 5,0

2010 32,4 62,6 Long khánh bị xói lớn 5,0

116

Phân tích yêu cầu của các ngành kinh tế-xã hội và môi trƣờng đối với

đoạn sông này, thấy rằng các trung tâm dân cƣ, đô thị và giao thông vận tải

đều nằm trên lạch HGN, nên lạch HGN phải có một lƣu lƣợng thích hợp để

đáp ứng các nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội một cách bền vững, nhƣng

không quá lớn để dẫn đến các diễn biến phức tạp nhƣ trƣớc đây.

Nhận thấy rằng, đoạn sông TC-HGN đang ở vào thời kỳ mà thế sông

bất lợi nhất cho sự ổn định của lòng dẫn,nếu muốn chỉnh trị triệt để ngay thì

rất khó khăn, thậm chí không thể đƣợc. Phƣơng châm chỉnh trị trƣớc mắt là

hạn chế đi đến loại trừ những tác hại của thế sông hiện nay, tác động dần các

biện pháp để sông diễn biến theo xu thế có lợi. Khi có thời cơ thì cần có công

trình đủ mạnh để:

- Chuyển chủ lƣu dòng chảy ở thƣợng lƣu Tân Châu sang bờ tả, giải

phóng vùng bãi bồi trƣớc cửa nhánh Hồng Ngự, cải thiện trạng thái dòng chảy

đi vào vùng Hồng Ngự.

- Thay đổ ỷ lệ phân lƣu ở ngã ba sông đầu cù

lao Long Khánh theo xu thế lƣợng tƣơng đối đi vào lạch Hồng

Ngự ạch Long Khánh, giữ nguyên lƣu lƣợng vào lạch Cái Vừng;

- Chống sạt lở, ổn định bờ phải lạch Long Khánh, khu vực xã Long

Thuận.

- ịnh tuyến bờ thị xã Tân Châu và thị xã Hồng Ngự bằng các biện

pháp công trình hiện đại, bền vững, mỹ quan.

Trong khuôn khổ của luận án này, mục tiêu chỉnh trị chỉ là điều chỉnh

tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng sao cho gia tăng lƣu lƣợng vào lạch HGN, giảm

thiểu lƣu lƣợng vào lạch LK, tạo tiền đề để đạt đến mức tỷ lệ phân chia lƣu

lƣợng cho 2 lạch là xấp xỉ nhau, nhƣ tình hình năm 2003. Nếu xét cả sông Cái

vừng thì tỷ lệ phần trăm phân lƣu cuối cùng cần đạt đến theo lần lƣợt SCV-

117

HGN-LK là 6-47-47. Nếu không xét đến sông Cái Vừng, tỷ lệ phần trăm phân

lƣu HGN-LK cần đạt đến là 50-50.

4.2. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

4.2.1. Phân tích chung

Do yêu cầu phân chia lại lƣu lƣợng là khá lớn, các giải pháp bố trí công

trình chỉ có thể là tổ hợp các giải pháp hƣớng dòng- đón dòng- đập khóa

ngầm - nạo vét.

Do lòng sông thực tế của đoạn sông nghiên cứu có chiều rộng và chiều

sâu đều khá lớn, các công trình hƣớng dòng và đón dòng không thể làm quá

dài, trên 1/3 bề rộng sông, nên khống chế theo điều kiện tổng chiều dài 2 loại

công trình này đạt trên 1/3 chiều rộng sông ở vị trí gốc.

Do lạch Long Khánh không phải là lạch chạy tầu, cao trình đỉnh đập

khóa ngầm có thể tăng lên 1 cách hợp lý.

Do đƣờng bờ đầu lạch HGN không thuận lợi cho việc hƣớng dòng, cần

tăng cƣờng hệ thống hƣớng dòng cục bộ đầu lạch trái.

4.2.2. Các tham số thiết kế

Các tham số thiết kế đƣợc lựa chọn nhƣ sau:

1. Lƣu lƣợng và mực nƣớc lũ thiết kế

Bảng 4.2. Lưu lượng và mực nước lũ thiết kế

Lƣu lƣợng lũ (m3/s) Mực nƣớc lũ (m) Trạm

28.800 +5,50 Tân Châu

13.000 +5,00 Hồng Ngự

118

2. Lƣu lƣợng và mực nƣớc chỉnh trị

Bảng 4.3 Lưu lượng và mực nước tạo lòng

Trạm Lƣu lƣợng tạo lòng (m3/s) Mực nƣớc tạo lòng (m)

Tân Châu 19.000 +4,00

Lạch Hồng Ngự 8.930 +3,50

Lạch Long Khánh 8.930 +3,50

3. Mực nƣớc kiệt thiết kế với tần suất 95%

- Tân Châu: - 0,36m

- Hồng Ngự: - 0,50m

4.2.3. Phƣơng án bố trí công trình:

Tuyến chỉnh trị đoạnTC-HGN đƣợc thể hiện trên hình 4.2. Các hạng

mục công trình bao gồm:

+ Kè mõm cá + đê đón dòng ở đầu cù lao LK để điều chỉnh tỷ lệ phân

lƣu giữa hai nhánh sông, đồng thời ổn định đầu cù lao này;

+ 1 mỏ hàn M1 trên bờ phải TC, hỗ trợ hƣớng dòng vào lạch trái;

+ 5 mỏ hàn M2 ÷ M6 để điều chỉnh tuyến đƣờng bờ trái cửa vào lạch

HGN;

+ Thanh thải cồn cát đầu lạch đổ vào lòng sông giữa các MH;

+ Kè gia cố bờ trái lạch HGN với chiều dài 1200m;

+ Kè gia cố bờ phải lạch LK với chiều dài 3000m;

+ Kè mõm cá khóa đuôi bãi cù lao LK.

+ Đập khóa ngầm ĐK trên nhánh LK, cao trình đỉnh đập -6,0m.

119

4.2. Quy hoạch chỉnh trị đoạn Tân Châu – Hồng Ngự

120

4.3. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ

Lƣu lƣợng chảy vào lạch Cái Vừng khá ổn định trong nhiều năm qua

thƣờng chiếm khoảng 6%. Vì vậy khi tính toán NCS bỏ qua lạch Cái Vừng.

Nhƣ vậy mục đích chỉnh trị của chúng ta làm sao cho tỷ lệ hai nhánh Hồng

Ngự và Long Khánh bằng nhau. Khi bố trí công trình chỉnh trị, kết quả phân

chia lƣu lƣợng cho hai nhánh Hồng Ngự và Long Khánh thay đổi rõ rệt. Lƣu

lƣợng chuyển sang nhánh Hồng Ngự khoảng 9% so với hiện trạng. Kết quả

thể hiện trong hình 4.3 và bảng 4.4.

Hình 4.3. Phân chia lưu lượng đoạn TC-HN khi có công trình

Bảng 4.4. So sánh tỷ lệ phân lưu hai nhánh hiện trạng và khi có công trình

Trƣờng hợp Tân Châu Long Khánh Hồng Ngự

Hiện trạng 63,93% 36,07% 100%

Khi có công trình 54,88% 45,12% 100%

121

Tác dụng của giải pháp công trình bố trí cho đoạn TC-HGN đã làm

thay đổi trƣờng vận tốc cũng nhƣ địa hình đáy sông. Kết quả thể hiện trong

các hình 4.4 và 4.5.

Hình 4.4. Phân bố trường vận tốc khi có công trình

Hình 4.5.Bình đồ lòng dẫn sau 2 năm xây dựng công trình

Ứng dụng mô hình toán MIKE21C đánh giá hiệu quả của giải pháp

chỉnh trị. Kết quả cho thấy lƣu lƣợng đã đƣợc chuyển trả lại nhánh Hồng Ngự

khoảng 9% (Từ 36,07% lên 45,12%).

122

Theo số liệu thực đo (bảng 4.1), trong điều kiện không có tác động

công trình, quá trình chuyển đổi tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng ở đoạn cù lao Long

Khánh diễn ra trong 17 năm từ năm 1993 đến năm 2010, để tăng cho lạch

Long Khánh 36% lƣu lƣợng, mỗi năm tăng hơn 2%. Để đƣa lòng dẫn đoạn

phân lạch Long Khánh về trạng thái ổn định nhƣ năm 2003, lƣu lƣợng lạch

Hồng Ngự chiếm50%, tức phải tăng lên 18% nữa. Với mức tăng lƣu lƣợng

ban đầu là 9%, 9% lƣu lƣợng còn lại sẽ phải kéo dài 4,5 năm nữa sẽ đạt tới

mục tiêu chỉnh trị.

123

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

1. Luận án đã phân tích một cách có hệ thống các đặc trƣng của các đoạn

phân lạch trên sông Cửu Long. Luận án đã phân loại các đoạn phân lạch, xác

định các chỉ số đặc trƣng hình dạng của các loại đó (bảng 3.2), từ đó chỉ rõ 4

tính chất đặc thù của các đoạn sông phân lạch trên sông Cửu Long khác biệt

so với các đoạn phân lạch trên các vùng miền khác. Với những phân tích sâu

sắc, luận án nhận định rằng bãi giữa (cù lao) hình nêm ngƣợc tại các đoạn

phân lạch trên SCL có nguồn gốc từ các delta triều cửa sông, là dấu vết để lại

của các thời kỳ cửa sông lấn biển.

2.Từ các số liệu thực đo chi tiết, luận án đã xây dựng thành công các quan hệ

giữa các yếu tố hình thái, thủy lực và tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng cho các lạch,

bao gồm các quan hệ : ; ; ; . Dạng

và phƣơng trình đƣờng cong đƣợc thể hiện trên hình 3.3, các công thức kinh

nghiệm bao gồm (3.1), (3.2), (3.3) và (3.4).

Từ các công thức này, luận văn đã phân tích và thu đƣợc quan hệ kinh

nghiệm (3.5), (3.6) về độ nhạy của các yếu tố tác động, công thức kinh

nghiệm (3.8) chỉ rõ rằng tổng chiều rộng của 2 lạch luôn luôn lớn hơn chiều

rộng đoạn đơn lạch trƣớc điểm phân lƣu B0, nhƣng nhỏ hơn hoặc bằng 1,37

lần B0; công thức kinh nghiệm (3.9) chỉ rõ rằng tổng diện tích mặt cắt ngang

các lạch luôn lớn hơn diện tích mặt cắt ngang ở đoạn đơn lạch trƣớc điểm

phân lƣu A0, nhƣng luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1,134A0.Những công thức quan

hệ trên là công thức kinh nghiệm, thu đƣợc trên cơ sở chỉnh lý, phân tích các

số liệu thực đo vùng ĐBSCL, tất nhiên sẽ chỉ có phạm vi sử dụng trong vùng

ĐBSCL, khi nghiên cứu các đoạn sông phân lạch ở vùng khác, cần kiểm định

lại mức độ phù hợp.

124

3. Thông qua nghiên cứu trên mô hình vật lý, luận án đã thu đƣợc các bảng số

liệu và xây dựng các đƣờng cong tƣơng ứng để đánh giá hiệu quả phân chia

lại lƣu lƣợng giữa các lạch của các giải pháp công trình với các phƣơng án bố

trí không gian khác nhau. Luận án đã nghiên cứu 5 loại giải pháp, với tổng

cộng 26 cách bố trí không gian khác nhau. Qua kết quả nghiên cứu đã đi đến

nhận định:

 Sông Cửu Long mang tính chất của sông ảnh hƣởng triều, độ dốc

dòng chảy bé, vì vậy độ nhạy của công trình rất hạn chế. Từ hiệu quả phân

lƣu đầu tiên sau khi xây dựng công trình thì:

- Các công trình hƣớng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,0%

đến 5,8% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình.

-Công trình đón dòng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 1,69%

đến 4,6% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình.

- Các công trình đập khóa ngầm có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ

2,64% đến 3,99% lƣu lƣợng, tùy theo vị trí và cao trình đỉnh công trình.

- Giải pháp nạo vét ngƣỡng cạn đầu lạch (đến cao trình ngang với đỉnh

đập khóa -8m) có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 10% đến 11% lƣu lƣợng.

- Các giải pháp tổ hợp có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 12,49% đến

29,12% lƣu lƣợng.

- Tùy theo yêu cầu của mục tiêu chỉnh trị, xác định mức độ điều chỉnh

tỷ lệ phân lƣu cụ thể, dựa vào các đƣờng cong hiệu quả trong các hình (3.4)

đến (3.7) để nghiên cứu ứng dụng các giải pháp bố trí công trình tƣơng ứng.

Cùng một loại giải pháp, có thể sử dụng nhiều cá thể, nhƣ 3-4 mỏ hàn để tạo

nối tiếp tốt với đƣờng bờ, 2-3 đập khóa nếu lạch có chiều dài lớn, sao cho

hiệu ứng dâng nƣớc lan truyền đến đầu lạch.

- Những công trình hƣớng dòng, đón dòng, đập khóa... vận dụng riêng

lẻ, hiệu quả kỹ thuật không lớn, nhƣng đó là hiệu quả ban đầu, theo thời gian,

125

do tăng lƣu lƣợng, lƣu tốc tăng lên, sức tải cát của dòng chảy sẽ tăng lên, gây

xói lòng dẫn và hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu sẽ tăng lên theo thời gian.

- Giải pháp nạo vét có hiệu quả ban đầu lớn nhất vì tác động trực tiếp

vào yếu tố nhạy cảm nhất, là mặt cắt lòng dẫn lạch, nhƣng nếu chỉ có nạo vét,

không có các công trình điều chỉnh kết cấu dòng chảy, thì khu vực nạo vét sẽ

không duy trì đƣợc lâu, dễ bị bồi lấp trở lại và hiệu quả sẽ giảm dần.

Luận án đề xuất các tổ hợp công trình bao gồm: Phía lạch cần giảm lƣu

lƣợng bố trí công trình hƣớng dòng, đập khóa ngầm dâng nƣớc; đầu mũi bãi

giữa bố trí tƣờng đón dòng; trong lạch cần tăng lƣu lƣợng nạo vét luồng

mồi.Hiệu quả tổng hợp của các giải pháp công trình tổ hợp không phải là tổng

cộng của các hiệu quả riêng lẻ, mà có sự tác động tƣơng hỗ làm tăng thêm

hiệu quả cộng hƣởng.Tất nhiên, trong dự án thực tế còn phải bố trí bổ sung

các giải pháp hỗ trợ nhƣ kè gia cố bờ, kè mõm cá...để chống sạt lở.

 Do lấy điều kiện nghiên cứu là lòng dẫn và dòng chảy vùng ĐBSCL,

các kết quả nghiên cứu trên có phạm vi ứng dụng phù hợp trong vùng

ĐBSCL.

4. Luận án đã ứng dụng kết quả nghiên cứu về bố trí không gian công trình

chỉnh trị sông phân lạch vào đoạn sông phân lạch từ Tân Châu đến Hồng Ngự

trên sông Tiền. Kết quả mô phỏng cho thấy những kết quả nghiên cứu về độ

nhạy của các loại giải pháp và hiệu quả bố trí không gian của các tổ hợp

công trình là phù hợp với thực tế.

KIẾN NGHỊ:

1. Những nghiên cứu về bản chất và nguồn gốc các cù lao trên sông Cửu

Long cần đƣợc xem xét thêm từ các góc độ và phƣơng pháp phân tích địa vật

lý.

2. Tiếp tục nghiên cứu các quan hệ hình thái và tỷ lệ phân lƣu cho các đoạn

phân lạch trong vùng cửa sông có dòng chảy thuận nghịch.

126

3. Tiếp tục nghiên cứu dạng kết cấu công trình phù hợp với đặc điểm dòng

sông sâu, rộng, nền đất yếu của sông Cửu Long.

127

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Đặng Thị Bích Ngọc, "Đề xuất một số

giải pháp bảo vệ bờ sông, kênh, rạch vùng Bán đảo Cà Mau", Tuyển tập

kết quả khoa học và công nghệ 2005, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam,

tr. 227-234.

2. Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Phạm Thế Vinh, "Phân bố phù sa trên hệ

thống sông rạch tỉnh Vĩnh Long vào mùa lũ 2004 tính toán bằng mô hình

KOD-WQPS", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2005, Viện Khoa

học Thủy lợi miền Nam, tr. 235-243.

3. Lê Thanh Chƣơng, Trần Bá Hoằng, "Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông

Đầm Chim khu vực Tân Tiến bằng mô hình toán", Tuyển tập kết quả khoa

học và công nghệ 2009, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 412-421.

4. Trần Bá Hoằng, "Nghiên cứu đặc tính đoạn sông phân lạch trên hệ thống

sông Cửu Long", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2010, Viện

Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 161-170.

5. Trần Bá Hoằng, "Một số công trình chỉnh trị sông có tính sáng tạo đạt hiệu

quả ổn định lâu dài", Đặc san khoa học và công nghệ thủy lợi số 27, tháng

10-2010, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 37-41.

6. Trần Bá Hoằng, Nguyễn Duy Khang, "Tác động của tuyến đê biển Gò

Công - Vũng Tàu lên chế độ thủy động lƣc các khu vƣc lân cận", Tạp chí

khoa học và công nghệ thủy lợi số 12, tháng 12-2012, Viện Khoa học Thủy

lợi Việt Nam, tr. 5-17.

7. Trần Tuấn Anh, Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang,

"Kết quả ứng dụng mô hình SWAT trong tính toán xói bề mặt lƣu vực hạ

lƣu sông Mekong", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 12, tháng

12-2012, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 25-32.

128

8. Trần Bá Hoằng, "Xây dựng quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố hình thái

và tỷ lệ phân lƣu dòng chảy sông phân lạch vùng đồng bằng sông Cửu

Long", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 14, tháng 05-2013, Viện

Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 27-30.

129

A. TÀI LIỆU CỦA CÁC TÁC GIẢ VIỆT NAM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].Trịnh Việt An (1999), Một số vấn đề mô hình hóa các hiện tượng thủy lực

ở nút phân dòng sông phân nhánh.Tuyển tập kết quả khoa học và công

nghệ 1994-1999, Viện Khoa học Thủy lợi, tập 1, tr. 162-165.

[2].Lê Ngọc Bích (2000), Quy luật hình thái sông phân lạch vùng triều ở

Đồng bằngNam Bộ, Viện KHTL Miền Nam, tuyển tập kết quả khoa học

công nghệ kỷ niệm 25 năm thành lập Viện (1987 - 2003), NXB Nông

nghiệp Tp. Hồ Chí Minh.

[3].LêNgọc Bích (2005), Đặc điểm hình thái sông phân lạch trên sông Đồng

Nai. Một số vấn đề về động lực học và công trình sông biển. NXB. Nông

Nghiệp.

[4]. Phạm Đình (2004), Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và các giải pháp chỉnh

trị đoạn sông Hồng qua Hà Nội, Luận án Tiến sĩ, Viện Khoa học Thuỷ

lợi, Hà Nội.

[5]. Nguyễn Đăng Giáp (2011), Một số kết quả thí nghiệm mô hình vật lý lựa

chọn phương án bố trí không gian hợp lý của hệ thống công trình đảo

chiều hoàn lưu, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, tháng 7-2011.

[6]. Hà Quang Hải (2010),Tai biến xói lở bờ sông chuỗi cù lao Bình Chánh -

Rùa- Phố ở hạ lưu sông Đồng Nai. Đại học QG, TPHCM.

[7].Lƣơng Phƣơng Hậu (1992), Động lực học dòng sông - Trƣờng đại học

Xây dựng, Hà nội.

[8]. Lƣơng Phƣơng Hậu (1988), Xác định đối tượng tác động trong chỉnh trị

sông. Tạp chí khoa học kỹ thuật Xây dựng số 7 - 12/1988.

[9].Lƣơng Phƣơng Hậu (1995), Đường thủy nội địa - NXB. Xây dựng, Hà

Nội.

130

[10].Lƣơng Phƣơng Hậu - Trần Đình Hợi (2004), Động lực hòng dòng sông

và chỉnh trị sông. NXB. Xây dựng.

[11]. Lƣơng Phƣơng Hậu - Trần Đình Hợi (2004)," Lý thuyết thí nghiệm mô

hình công trình thủy" NXB. Xây dựng.

[12]. Lƣơng Phƣơng Hậu (2010),Nghiên cứu các giải pháp khoa học - công

nghệ cho hệ thống công trình chỉnh trị sông trên các đoạn trọng điểm

vùng ĐBBB và ĐBNB. Báo cáo tổng kết đề tài KC08.14/06-10.

[13]. Lƣơng Phƣơng Hậu, Nguyễn Thanh Hoàn, Nguyễn thị Hải Lý

(2010),Chỉ dẫn kỹ thuật công trình chỉnh trị sông. NXB Xây Dựng, Hà

Nội.

[14]. Lƣơng Phƣơng Hậu - Lê Ngọc Bích (1993), Nghiên cứu hình thái

sông cửu Long, Tạp chí Viện NCKH thủy lợi Nam Bộ

[15]. Trần Bá Hoằng và cộng sự (2010),Kết quả nghiên cứu về các giải pháp

bố trí không gian trong công trình chỉnh trị sông phân lạch. Báo cáo sản

phẩm 9, đề tài KC08.14/06-10.

[16].Lê Mạnh Hùng (2004), “ Nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn và đề xuất

giải pháp phòng chống cho hệ thống sông ở ĐBSCL",Báo cáo kết quả

nghiên cứu đề tài nhà nƣớc KC08-15.Viện Khoa học Thủy lợi miền

Nam.

[17]. Lê Mạnh Hùng và nnk, (2010), Điều tra đánh giá hiện trạng các cửa

sông Tiền thuộc hệ thống sông Cửu Long và kiến nghị các giải pháp bảo

vệ, khai thác, của Bộ Nông nghiệ ừ

năm 2009-2010.

[18]. Lê Mạnh Hùng và nnk, (2008-2011) Điều tra khảo sát sạt lở, bồi lắng

trên kênh rạch ở ĐBSCL, Bộ Nông Nghiệp & PTNT.

[19]. Lê Mạnh Hùng và nnk (2013) Nghiên cứu ảnh hƣởng hoạt động khai

thác cát đến thay đổi lòng dẫn sông Cửu Long (sông Tiền, sông Hậu) và

131

đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác hợp lý, Đề tài độc lập cấp

nhà nƣớc, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

[20]. Nguyễn Nghĩa Hùng ( 2012 ) "Nghiên cứu các giải pháp khoa học -

công nghệ để điều chỉnh và ổn định các đoạn sông có cù lao đang diễn

ra biến động lớn về hình thái trên sông Tiền, sông Hậu". Đề cƣơng đề

tài KH-CN KC08.

[21]. Phạm Thành Nam -Nguyễn Đình Lƣơng- Lƣơng Phƣơng Hậu (2011) "

Thủy lực học công trình chỉnh trị sông". NXB Xây dựng, Hà Nội.

[22].Nguyễn Ân Niên, Lê Ngọc Bích, Lƣơng Phƣơng Hậu (1997), Báo cáo

kết quả Đề tài cấ : “Nghiên cứu dự báo biến hình lòng sông và các

biện pháp công trình phòng chống xói lở bờ sông Cửu Long đoạn Tân

Châu- Hồng Ngự” - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

[23]. Nguyễn Kiên Quyết (2011), “Phân tích, đánh giá hiệu quả một số cụm

công trình mỏ hàn trên hệ thống sông vùng ĐBBB”, Tạp chí Biển & Bờ,

Hội Cảng Đƣờng thủy và Thềm lục địa Việt Nam, số 7+8/2011, tr. 28-

38.

[24].Đinh Công Sản (2007) “Một số vấn đề về động lực học dòng chảy và

quan hệ hình thái sông Cửu Long”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa

học Thủy lợi miền Nam.

[25].Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ (1997), Mô hình toán diễn biến lòng sông

và bờ biển, giáo trình khoa sau đại học Trƣờng ĐHTL, Hà Nội.

[26]. Đỗ Tất Túc (2007), Thủy lực sông ngòi, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.

[27]. Trần Thanh Tùng, Trần Thục, Đỗ Tất Túc (1999), "Tính toán biến hình

lòng dẫn hệ thống sông Hồng", Tuyển tập các công trình khoa học,

Trƣờng ĐHTL, tr. 50-55

132

[28]. Vũ Tất Uyên (1981 1985), Nghiên cứu công trình bảo vệ bờ chống xói,

Đề tài KH-CN cấp nhà nƣớc 06.05.01.01, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà

Nội.

[29].Vũ Tất Uyên (1991), Công trình bảo vệ bờ sông, nhà xuất bản Nông

Nghiệp, Hà Nội.

[30]. Vũ Tất Uyên (2001), Tổng hợp báo cáo khoa học về thủy động lực sông

-Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội, 2001.

B. TÀI LIỆU CỦA CÁC TÁC GIẢ NƢỚC NGOÀI

[31]. Alessandra Crosato and May Samir Saleh (2011). Numerical Study on

the effeects of Floodplain vegetation on river planform style. Earth surf.

Process Landform 36. 711-720.

[32]. A.R.Masjedi, H.Momeni (2007),Laboratory Analysis of the Effect of

Different Groin Angles on Depth in river bend, Islamic Azad

Universiry,Ahwaz,Iran.

[33]. Chen Li, Ming Dong Fu (2001). ( Tiếng Trung Quốc) Hà lưu động lực

học. Vũ Hán đại học xuất bản xã.

[34].Fujita & Murameto (1988).Muliple bar and stream braiding.

International conference on river regim. Edited by W.R. White

Hydraulic Research Limited Wallingford. U.K.pp.289-300.

[35]. Frings, R., and M.G. Kleinhans (2008), Complex variations in sediment

transport at three large river bifurcations during discharge waves in the

river Rhine, Sedimentology, 1–27, doi:10.1111/j.1365-

3091.2007.00940.x

[36]. GRP, 2008. Guides line for river bank protection, Ministry of Water

Resources, Republic of Bangladesh, 2008

[37]. Herve Piegay, Gordon Grant, Futoshi Nakamura and Noel Trustrum

(2005). Braided river management.

133

[38].Jansen P. Ph, L van Bendegom, J van den Berg, M de Vries and A

Zanen (1979), Principles of River Engineering, The non-tidal alluvial

river, Pitman Publishing Limited.

[39]. John fenton (2011)- River Engineering. Institute of Hydraulic and Water

Resources Engineering Vienna University of Technology.

[40]. Julien, Pierre Y Vensel, Chad W, 2005, Review of Sedimentation Issues

on the Mississippi River, Colorado State University.

[41]. KHR, 1990: Das Hochwasser 1988 im Rheingebiet, Berich Nr. 1-9

derInternationale Kommission für die Hydrologie des Rheingebietes

[42]. Mosselman, 2004, Morphology of river bifurcations: theory, field

measurements and modelling,Delft Hydraulics &Delft University of

Technology, Delft, the Netherlands

[43].Mangelsdorf J. and Scheurmann K. River Morphology, 1990.

[44]. Murray & Paulo (1994). A cellular Model of braided river. Nature. 371.

54-57.

[45].Opdam H.J (1994), River Engineering, Lecture note on river

Engineering, IHE-Delft, The Netherlands.

[46].PAN Qing-Shen, HU Xiang-Yang (2005),Bifurcated Channel Stretches

Regulation in Middle and Lower Yangtze River. Journal of Yangtze

River Scientific research insti. vol.22.

[47].Przedwojski B., Blazejewski R., and Pilarczyk K.W. (1995), River

training techniques, fundamentals, design and applications, A.A

Balkema/ Rotterdam / Brookfield.

[48]. Richadson W.R. and C.R.Thorn (2001). Multiple thread flow and

Channel birfucation ina braided river. Brahmaputra -Jamuna River

(Bangladesh). Geomorphology 38. 185-196.

134

[49]. Rodolfo Repetto (2000). Unit processes in braided river. Doctoral

Thesis. University of L'Aquila. Italy.

[50]. Shawne Wheelock (2005). New Perspectives on Braided Rivers

[51]. Slingerland, R., and N. D. Smith (1998), Necessary conditions for a

meandering-river avulsion, Geology, 26, 435– 438

[52]. Sloff, C. J., M. Bernabe, and T. Baur (2003), On the stability of the

Pannerdense Kop river bifurcation, Proc. 3rd IAHR Symposium on

River, Coastal and Estuarine Morphodynamics: Proceedings RCEM

2003, Barcelona, Spain.

[53]. Xie Jian Heng (1997). (tiếng Trung Quốc) Hà sàng diễn biến cập chỉnh

trị. Trung Quốc Thủy lợi Thủy điện xuất bản xã.

[54].XU, j. (1996). Wandering braided river channel pattern developed

under quasi- equilibrium: un example from the Hanjiang River, China.

Journal of Hydrology. 189. 85- 103.

[55].Vries M. de (1977), Morphological Computations, Technische

Hogeschool Delft.

[56]. Walter Bertoldi (2005). River Birfucations (Doctoral Thesis).

Universita Degli Studi Trento, Italia.

[57]. Wang et al. (1995). Stability of river bifurcation in ID morphodynamics

models J. Hydraul. Res.vol.33 n.6. pp 739-750.

[58].Yalin M.S. (1992), River Mechanics. Pergamon Press. Oxford.

[59]. Zanichelli, G., E. Caroni, and V. Fiorotto (2004), River bifurcation

analysis by physical and numerical modeling, J. Hydraul. Eng.-ASCE,

130, 237–242

[60]. Zanoni, A Gurnell, N Drake (2008) Changes in sediment supply and

transport are also a critical control on braidedriver complexity and

dynamics. Wiley Online Library (eg Graf, 2000; Piégay et al., 2006).

135

[61].Zolezzi, G., Bertoldi, W. and Tubino, M. (2009) Morphological Analysis

and Prediction of River Bifurcations, in Braided Rivers: Process,

Deposits, Ecology and Management (eds G. H. Sambrook Smith, J. L.

Best, C. S. Bristow and G. E. Petts), Blackwell Publishing Ltd., Oxford,

UK. doi: 10.1002/9781444304374.ch

[62]. Zuo Liqin, Lu Yongjun (2011). Study on interaction among branches of

the bifurcated channel downstream of Yangtze River. Hohai University

Press.