Tuyn tp Hi ngh Khoa hc thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
511
NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN
GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG ĐỒNG NAI
QUA HUYỆN BẮC TÂN UYÊN, BÌNH DƯƠNG
Nguyễn Thị Hà1, Lê Xuân Bảo2, Bùi Thị Thùy Duyên3
1Vin Thy li và Môi trường, email: nguyenha84@iwer.vn
2Trường Đại hc Thy li, email: lexuanbao@tlu.edu.vn
3Trường Đại hc Giao thông Vn ti Tp.HCM, email: duyen.bui@ut.edu.vn
TÓM TẮT
Sạt lở bờ sông thu hút được nhiều quan tâm
của các nhà quản các nhà khoa học.
Trong hoạt động tư vấn và nghiên cứu hiện nay
nhiều phương pháp nghiên cứu xác định
nguyên nhân sạt lở được thực hiện, như
phỏng thủy động lực, phân tích viễn thám, ổn
định mái dốc,… Mỗi phương pháp những
ưu khuyết điểm riêng, tuy nhiên sạt lở bờ sông
do nhiều nguyên nhân, vậy để xác định
nguyên nhân sạt lở bờ sông cần tích hợp các
phương pháp. Bài báo tổng hợp các nghiên cứu
hiện nay, trình bày ứng dụng tích hợp các
phương pháp để nghiên cứu xác định nguyên
nhân gây sạt lở đoạn bờ sông Đồng Nai qua
huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương.
1. TỔNG QUAN
Sạt lở bờ sông thường xảy ra do các
nguyên nhân sau: địa chất, địa hình - hình
thái sông, chế độ thủy lực, bùn cát, khai thác
cát, giao thông thủy, xây dựng sở hạ tầng,
gia tải mái bờ sông. Tuy nhiên, mỗi khu
vực những nguyên nhân cụ thể riêng, cần
được nghiên cứu xác định để những giải
pháp hợp lý. Cách tiếp cận đầu tiên
phương pháp nghiên cứu hình thái, diễn biến
lòng dẫn. Với phương pháp này, mối quan hệ
giữa kích thước hình dạng đặc điểm lòng dẫn
các yếu tố động lực được xác định [1].
Tuy nhiên, phương pháp hình thái này không
định lượng được mức độ sạt lở.
Từ những năm 1970 đến nay, phương
pháp phỏng dòng chảy các hạt bùn cát
- sự dịch chuyển bùn cát gây bồi xói, được sử
dụng rộng rãi. Nhiều nghiên cứu sử dụng
hình thủy lực MIKE-DHI [3,4], Telemac,
Delft,… phỏng đặc trưng thủy động lực
sông/kênh - xác định lưu tốc dòng chảy, sự
dịch chuyển bùn cát lòng dẫn, xói sâu lòng
dẫn, làm sở cho phân tích sạt lở. Ưu điểm
của các phỏng thủy động lực dự báo
được mức độ xói trong thời đoạn dài với các
kịch bản thuỷ văn.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa
học còn có nghiên cứu sạt lở qua phân tích ảnh
viễn thám. [2] đã sử dụng dữ liệu ảnh Sentinel-
2 từ 2015 đến 2018, kết hợp phương pháp
phân tách đường bờ phân loại dựa trên đối
tượng (object-based approach) để xác định
hiện trạng sạt lở bồi tụ bờ sông Tiền
sông Hậu. Nghiên cứu này cho thấy phương
pháp giải đoán ảnh viễn thám thể áp dụng
cho phạm vi lớn, quản nhưng nguyên
nhân sạt lở không được xác định.
Sạt lở bờ sông Đồng Nai diễn biến nghiêm
trọng trong thời gian dài gây thiệt hại tài sản
an sinh của người dân vùng ven sông,
bài toán khó cho các cấp quản địa phương;
đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà
khoa học. [3] nghiên cứu tổng quan nguyên
nhân sạt lở bờ hệ thống sông Đồng Nai - Sài
Gòn với các phương pháp động lực học.
Nghiên cứu này thực hiện trên diện rộng, lựa
chọn những vị trí điển hình để nghiên cứu,
vậy chỉ đưa ra được các nguyên nhân, chế
một cách chung nhất cho khu vực và
ý nghĩa trong công tác quản mô. [4]
Tuyn tp Hi ngh Khoa hc thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
512
nghiên cứu tác động của dòng chảy sông đến
diễn biến sạt lở bờ sông Đồng Nai đoạn qua
huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai nhưng chỉ
nghiên cứu tác động của dòng chảy nên các
yếu tố liên quan đến địa hình, đặc điểm địa
chất bờ sông đã không được xem xét.
Sạt lở bờ sông do nhiều nguyên nhân cần
tích hợp các phương pháp nghiên cứu. Với
quan điểm trên, để xác định các nguyên nhân
chính gây sạt lở đoạn bờ sông Đồng Nai qua
huyện Bắc Tân Uyên tỉnh Bình Dương, nhóm
nghiên cứu đã sử dụng tích hợp các phương
pháp: (i) Thu thập, đo đạc, khảo sát hiện
trạng đánh giá bộ các yếu tố tác động; (ii)
hình toán dự báo khả năng xói lở sau 20
năm có xét tới BĐKH; (iii) Mô phỏng các mô
hình sạt lở nguy hiểm xác định các yếu tố gây
mất ổn định mái dốc bờ sông.
2. PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN
2.1. Phạm vi nghiên cứu và hiện trạng
Đoạn bờ sông Đồng Nai qua huyện Bắc Tân
Uyên, Bình Dương được nghiên cứu chiều
dài khoảng 30km từ chân đập hồ Trị An. Tình
trạng sạt lở đoạn sông là nguy hiểm, 56 hộ dân
đã được chính quyền yêu cầu di dời, sạt lở bờ
sông đe doạ tuyến đường ĐT 746 - 6 điểm
sạt lở nguy hiểm cách mép đường 4 ÷ 6m.
Hình 1. Phm vi nghiên cu
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Để xác định nguyên nhân sạt lở, nhóm
nghiên cứu đã kết hợp giữa khảo sát ngoại
nghiệp với lập mô hình tính toán nội nghiệp.
(i) Phương pháp ngoại nghiệp: Điều tra
hiện trạng sạt lở; khảo sát địa hình, địa chất;
thu thập các tài liệu nghiên cứu khoa học liên
quan, và quy hoạch sử dụng đất...
(ii) Sử dụng mô hình thuỷ lực MIKE 21 mô
phỏng thủy động lực đoạn sông nghiên cứu
với các điều kiện thủy văn trong thời đoạn 20
năm xét đến các điều kiện biến đổi khí
hậu; tích hợp với phỏng ổn định mái dốc
bờ sông (GeoSlope, Plaxis…) để đánh giá
nguyên nhân và dự báo khả năng sạt lở.
(iii) Tính toán dòng chảy do sóng tàu làm
cơ sở xác định khả năng gây xói.
3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH
3.1. Kết quả điều tra hiện trạng
- Sạt lở thường xảy ra vào mùa mưa.
- Sạt lở xảy ra nơi sông cong, mật độ
cây thấp nhà cửa sát bờ. Đường bờ hiện
tại, đã bị lùi vào khoảng 20m trong 20 năm.
- Địa hình: Mái bờ sông độ dốc cao, một số
nơi dốc đứng; Lòng sông 11 hố xói, một
vài chỗ có bãi đá ngầm; 11 khúc sông cong.
- Địa chất: mặt cắt địa chất điển hình của
khu vực gồm 3 lớp đất chủ đạo sau: lớp 1:
Sét dẻo; lớp 2: Cát pha sét; lớp 3: Đá trầm tích.
- Giao thông thủy tấp nập.
3.2. Mô phỏng thuỷ động lực dự báo sạt lở
Mô phỏng thủy động lực đoạn sông nghiên
cứu với kịch bản 20 năm có xét đến điều kiện
BĐKH (Hình 2) với biên thượng lưu lưu
lượng xả của hồ Trị An, lưu lượng sông Bé,
bùn cát; hạ lưu là biên mực nước.
Hình 2. Hình thái lòng dn sau 20 năm
có xét BĐKH
Kết quả phỏng tương đồng cao với các
nghiên cứu khoa học liên quan, nghiên cứu
[3, 4], và với các kết quả điều tra hiện trạng.
- Lưu tốc dòng ven bờ trung bình 1,68m/s,
lớn hơn lưu tốc gây xói [Vk-xói]= 0,32 m/s.
- Độ sâu xói từ 0,50 m đến hơn 2,50 m.
Xói sâu hơn 2,50 m xuất hiện trên diện rộng
tại các khu vực Km+29 phía bờ Đồng Nai,
Tuyn tp Hi ngh Khoa hc thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5
513
khu vực Km+28 - UBND Tân Mỹ, Km
+23 khu vực UBND Thường Tân, từ
Km 6 + 646 đến Km16+777.
- Xói ngang xảy ra tại các đoạn cong, lớn
nhất 2m và 3m lần lượt sau 5 năm và 20 năm.
3.3. Kiểm tra ổn định mái dốc
- Kiểm tra ổn định hiện trạng, 20% vị
trí có hệ số ổn định trượt K nhỏ hơn cho
phép. Trong đó, mặt cắt 8 - vị trí đường ĐT
746 sát mép b- hiện trạng sạt lở nguy hiểm
đã có 56 nhà dân được yêu cầu di dời.
- Trường hợp gia tải mái bờ sông (xây nhà
cấp 3 trở lên), K xấp xỉ ngưỡng ổn định cho
phép [K] = 1,25. Đề nghị trong phạm vi 20m
bờ sông không xây dựng các công trình.
- Trường hợp có dòng thấm (khi có mưa lớn
dài ngày, sự thay đổi mực nước do dòng triều),
hơn 40% vị trí có K ~1 (Hình 3); nguyên nhân
do địa chất bờ sông chủ yếu thành phần
cát, dòng thấm đẩy đất ra khỏi mái bờ.
Hình 3. Kết qu mô phng n định
ti mt ct 8 - trường hp có dòng thm
3.4. Sạt lở do hoạt động của tàu thuyền
Khi vận tốc dòng chảy vượt qtrị svận
tốc khởi động của hạt trầm tích [Vk-xói] khiến
các hạt đất chuyển động, thể dẫn đến sạt lở
bờ sông. Dựa theo số liệu bùn cát khảo sát tại
khu vực, xác định được vận tốc khởi động của
hạt bùn cát là Vk-xói = 0,32m/s. Căn cứ theo dữ
liệu tàu thuyền được thu thập, xác định được
lưu tốc dòng chảy ngược do chuyển động của
tàu gây ra tại khu vực (Bảng 1). Vùng dự án
chiều rộng sông tương đối nhỏ, chiều dài
luồng chính BL = 60m, hoạt động tàu thuyền
sẽ tạo nên sóng đuôi tàu và dòng chảy ngược
tác động vào đường bờ. Kết quả tính toán, cho
thấy vận tốc dòng chảy ngược do chuyển động
của tàu lớn hơn vận tốc khởi động của hạt đất
mái bờ sông điều này dẫn đến sự hình thành
hàm ếch dưới mái bờ, và gây ra sạt lở bờ.
Bảng 1. Lưu tốc dòng ngược
do tàu chuyển động
Trọng tải tàu (Tấn)
Thông số 5 10 15 20 30
Mớn nước tàu 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2
Vận tốc tàu lớn nhất m/s 3,1 3,5 4,0 4,3 4,8
Lưu tốc dòng ngược m/s 0,37 0,42 0,47 0,52 0,58
4. KẾT LUẬN
- Sạt lở bờ sông do nhiều nguyên nhân,
vậy khi nghiên cứu cần kết hợp chọn lọc
các phương pháp.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, tại
khu vực nghiên cứu bốn nguyên nhân
chính gây sạt lở bờ: (i) dòng chảy hình
thái đoạn sông nhiều khúc sông cong; (ii)
địa chất bờ sông cát, dòng thấm do mưa
lớn kéo dài đẩy hạt đất mái bờ; (iii) gia tải
mái bờ sông do xây dựng công trình; (iv)
hoạt động giao thông thủy.
- Tuy nhiên tại từng vị trí cụ thể thì nguyên
nhân sạt lở khác nhau; cần dựa theo kết quả
tính phân vùng nguyên nhân đề xuất giải
pháp phòng chống sạt lở phù hợp.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Mộng Giang, 2022. Xây dựng
hình toán số kết hợp mô phỏng diễn biến
lòng dẫn sạt lở b sông, áp dụng cho
sông Đồng Nai đoạn lao a. Tập 58, số
6A (2022): 68-76. Tạp chí Khoa học Đại
học Cần Thơ.
[2] Nguyễn Tấn Lợi, 2019. Ứng dụng ảnh vệ
tinh Sentinel-2 trong đánh giá tình trạng sạt
l b sông Tin và sông Hu giai đon
2015-2018. Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS
toàn quốc. Trang: 325-333.
[3] Phạm Thị ơng Lan, 2020. Nghiên cứu
đánh giá diễn biến sạt lở, đề xuất giải pháp
để ổn định bờ ng quy hoạch sử dụng
ven sông phục vmục tiêu phát triển kinh
tế- hội vùng hạ du hệ thống sông Đồng
Nai - Sài Gòn. Đề tài KC.08/16-20.
[4] Viện KHTL Miền Nam, 2018. Chương
trình: Nghiên cứu tác động dòng chảy sông
Đồng Nai hạ lưu đập Trị An và chi tiết cho
đoạn qua khu vực Tân An Thiện Tân,
huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai.