Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá biến động lòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội từ đầu thế kỷ 20 đến nay

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn nhằm mục tiêu đánh giá sự biến động của dòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội trong mối liên quan đến bối cảnh địa chất và hoạt động nhân sinh; đề ra các giải pháp định hướng sử dụng hợp lý đoạn sông gắn với phòng tránh xói lở và ùn tắc giao thông thủy. Sau đây là tóm tắt của luận văn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá biến động lòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội từ đầu thế kỷ 20 đến nay

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** Nguyễn Văn Bảo ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG HỒNG KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI TỪ ĐẦU THẾ KỶ 20 ĐẾN NAY Chuyên ngành: Địa chất học Mã ngành: 60440201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014
Công trình hoàn thành tại: Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ Văn Tích Luận văn được bảo vệ tại Khoa Địa chất, Trường Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội ngày 29 tháng 12 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thong tin thư viện , Đại học quốc gia Hà Nội - Thư viện Khoa Địa chất Trường ĐHKHTN
MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, đặc biệt sau khi đập thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động từ đầu những năm 90 của thế kỷ 20 ,dòng sông Hồng đoạn chảy qua Hà Nội có những biến động khá phúc tạp. Đó là hiện tượng xói lở bờ sông, bồi tụ đáy sông làm thay đổi dòng chảy dẫn đến đe dọa độ ổn định của hệ thống đê kè. Vì vậy nghiên cứu đánh giá biến động lòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội từ đầu thế kỷ 20 đến nay nhằm tìm ra nguyên nhân và quy luật chính để có giải pháp thích ứng với quá trình biến đổi này. Đây cũng là nội dung nghiên cứu của luận văn này. Mục tiêu của luận văn là: + Đánh giá sự biến động của dòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội trong mối liên quan đến bối cảnh địa chất và hoạt động nhân sinh + Đề ra các giải pháp định hướng sử dụng hợp lý đoạn sông gắn với phòng tránh xói lở và ún tắc giao thông thủy. Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp đo vẽ bản đồ địa hình đáy bằng hệ thống thiết bị Multibeam + Phương pháp phân tích đối sánh ảnh vệ tinh và bản đồ + Phương pháp trầm tích luận dựa trên kết quả phân tích mẫu khoan Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu biến động của lòng sông theo chiều ngang, đó là sự uốn khúc và đoạt dòng của dòng sông Hồng đoạn chảy qua nội thành Hà Nội trong thời gian 100 năm trở lại đây. + Nghiên cứu sự biến đổi lòng sông theo trắc diện dọc + Nghiên cứu các tai biến do quá trình biến đổi lòng sông gây ra. + nghiên cứu đề xuất các giải pháp phòng tránh các tai biến do biến động lòng sông gây ra. 1
Cấu trúc luận văn: + Chương 1: Giới thiệu khu vực nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu + Chương 2: Đặc điểm tự nhiên và địa chất khu vực nghiên cứu + Chương 3: Đặc điểm biến động lòng sông Hồng khu vực nghiên cứu + Chương 4: Giải pháp phòng tránh do biến động lòng sông gây ra + Kết luận: ………………………… + Tài liệu tham khảo………………. 2
Chương 1 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Khu vực nghiên cứu và vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu nằm về phía đông của Hà Nội, đoạn từ cầu Nhật Tân đến cầu Thanh Trì có tọa độ giới hạn trong khoảng 20058’06.36” - 21006’09.75”(N); 105047’54.52” - 105054’08.81”(E) (hình 1.1). Chiều rộng của sông Hồng đoạn nghiên cứu trong khoảng từ 1,2 đến 4 Km. Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu trên ảnh vệ tinh đoạn nội thành Hà Nội 1.1.2. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Xác định đặc điểm địa chất, địa động lực ngoại sinh hiện đại và quy luật phân bố của các dải cát dọc sông hồng khu vực nội thành Hà Nội làm cơ sở cho việc định hướng khai thác khoáng sản cát lòng sông, phòng tránh tai biến xói lở bờ do hoạt động khai thác không định hướng thiếu kiểm soát, góp phần đề xuất các giải 3
pháp bảo vệ môi trường, phòng tránh thiên tai, ùn tắc và tai nạn giao thông thủy dọc sông Hồng. 1.2. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Phương pháp luận Nghiên cứu phương pháp luận và hệ phương pháp là để giải quyết một vấn đề cụ thể. Do đó các phương pháp trình bày dưới đây sẽ được miêu tả chi tiết, giúp luận giải của khu vực nghiên cứu một cách có hệ thống. 1.2.2. Các phương pháp nghiên cứu 1.2.2.1. Phương pháp khảo sát và đánh giá biến động dòng đáy Từ Tranducer được gắn chìm dưới nước sẽ phát ra xung âm lan truyền trong nước với tần số 125 đến 250 kHz. Sóng âm sau khi gặp bề mặt đáy biển, sông, hồ sẽ phản xạ ngược trở lại và được thu nhận bởi chính đầu phát, được khuyếch đại và truyền về thiết bị thu nhận thông qua cáp nối. Thiết bị thu sẽ xử lý tín hiệu, số hóa chúng tạo ra một hình ảnh tương đối phẳng có thể dùng để ghép thành một vùng rộng lớn của đáy vừa khảo sát được. Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 4
1.2.2.2. Phương pháp phân tích biến động ngang của dòng chảy Địa mạo tìm kiếm là một tổ hợp nghiên cứu áp dụng lý thuyết địa mạo để giải quyết nhiệm vụ thực tiễn. Cụ thể ở đây là nghiên cứu hệ thống địa hình quan hệ với yếu tố thạch học, kiến tạo và các quá trình địa mạo ngoại sinh, nhằm xác lập các quy luật biến đổi địa hình. 1.2.2.3. Phương pháp khoan Để xem xét tính phân đới, xác định chiều hướng dòng chảy theo thời gian được ghi nhận qua sự phân bố trầm tích cát lòng sông, cần công tác khai đào và khoan. Do đó cần tiến hành khoan đề biết được các đặc tính này. CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu và cơ sở tài liệu Qua tổng quan các tà i liệu nghiên cứu trên khu vực đã có 18 công trình nghiên cứu liên quan, trong đó có 5 công trình liên quan trực tiếp đến những diễn biến về biến đổi lòng sông trong nhiều năm qua. 2.2. Đặc điểm địa lý tự nhiên 2.2.1. Địa hình Theo kết quả nghiên cứu của Vũ Tiến Quang và nnk, cho thấy khu vực nghiên cứu có đặc điểm địa hình tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình từ 4 – 5m so với mực nước biển. a. Địa mạo Địa mạo dải đất ngoài đê sông Hồng khá đơn giản, nó được cấu tạo bằng các mặt tích tụ aluvi hiện đại (hình 2.2 ). 5
Hình 2.1: Địa hình khu vực nghiên cứu sông hồng đoạn nội thành Hà Nội (bản đồ địa hình tỉ lệ 150.000, năm 1984). 6
Hình 2.2: Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu khu vực nghiên cứu và lân cân. 2.2.2 Đặc điểm khí hậu , địa chất thủy văn a. Đặc điểm khí hậu Hà Nội nằm trong khu vực Đồng bằng Bắc Bộ nên điều kiện khí hậu mang đặc trưng của khu vực Đồng bằng châu thổ sông Hồng: khí hậu nhiệt đới gió mùa, có gió mùa đông lạnh, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều. Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng 4 Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 Hướng gió thống trị là gió Đông Bắc và gió Đông Nam, tốc độ gió cực đại là 20 - 25 m/s trong mùa mưa. b. Đặc điểm địa chất thủy văn 7
Hầu hết các tầng chứa nước ngầm trên địa bàn Hà Nội đều nằm dưới lớp phủ mặc dù chiều dày của lớp phủ không lớn, chỉ từ 2 – 5 m, thành phần chính của lớp phủ này là sét và bột cát. 2.2.3. Các hoạt động giao thông đường thủy trong khu vực nghiên cứu Giao thông đưởng thủy trong khu vực nghiên cứu sông Hồng là hoạt động giao thông vận tải thuỷ nội địa. Các hoạt động này xuất phát từ nhu cầu thực tế của người dân xa xưa không những mang lại nguồn lợi về kinh tế nhờ giao thương buôn bán mà còn giúp giao lưu, phát triển về văn hóa. 2.3. Địa tầng Trong khu vực nghiên cứu được bao phủ hoàn toàn bởi các thành tạo Đệ Tứ trẻ thuộc hệ tầng Thái Bình (Q21-2 hn3) Đây là trầm tích được thành tạo trẻ nhất khoảng 3000 năm đến nay, chúng phân bố hầu hết trên khu vực nghiên cứu. Trầm tích hệ tầng Thái Bình có thành tạo ngoài đê (Q23 tb2) với chiều dày có nơi đạt 40 m. 2.4. Hệ thống đứt gãy Đứt gãy sông Hồng tuy không qua trung tâm Hà Nội song đứt gãy này có ảnh hưởng rất lớn đến bình đồ kiến trúc khu vực là ranh giới giữa sụt lún trung tâm với đới mảng Tây Nam của trũng sông Hồng. Đứt gãy là một đới phá hủy rộng 7 – 8 km, kéo dài từ Tam Thanh (Phú Thọ) qua Chương Mỹ đến Phủ Lý (Hà Nam) thì chìm xuống. Đây là đứt gãy thuận cắm phía Đông Bắc góc dốc 75 – 800, cánh Tây Nam nâng lên còn cánh Đông Bắc hạ xuống với biên độ không đều. 8
Chương 3 ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỘNG LÒNG SÔNG HỒNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. Đặc điểm thành phần trầm tích lòng sông Hồng khu vực nội thành Hà Nội Theo bản đồ địa chất tỷ lệ 1/50.000 khu vực Hà Nội và các tài liệu đã công bố thì đặc điểm địa sông Hồng khu vực nghiên cứu gồm các lớp trầm tích trẻ thuộc kỷ Đệ tứ , các lớp trầm tích thường phân bố thành dải không liên tục, hoặc những thấu kính, có nơi là những túi bùn. Phân loại theo thành phần hạt, trạng thái và các đặc trưng cơ lý từ dưới lên cho thấy trong vùng nghiên cứu tồn tại các lớp sau: - Sét loang lổ - Cát - Các hạt bụi - Bùn sét hữu cơ 3.2. Đặc điểm thủy văn và địa động lực ngoại sinh sông Hồng 3.2.1. Đặc điểm lưu lượng, tốc độ dòng chảy sông Hồng khu vực nghiên cứu và lân cận Dòng chảy hàng năm phụ thuộc vào chế độ mưa, dòng chảy trong năm có thể chia thành 2 mùa: mùa lũ từ tháng VI đến tháng X, trùng với mùa mưa và mùa cạn từ tháng XI đến tháng V năm sau, trừng với mùa khô. Theo nghiên cứu của Nguyên Văn Cư và nnk, 1997 cho thấy: Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông ứng với cấp Q = 29000m3/s được tóm tắt ở bảng 3.1. Bảng 3.1: Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông, Q = 29000m3/s Vị trí Bãi trái Bãi phải Lòng sông Vtb Bbãi Vtb Bbãi Vtb Lt (m) Lp (m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s) Tầm Xá 0÷0.54 1848 0÷0.12 330 2.51 402 - Hạ lưu 0÷0.30 168 0÷0.15 170 2.92 80 - cầu C.Dương 9
Vạn Kiếp 0÷0.80 1280 0÷0.04 206 2.40 170 - *Ghi chú: Lt là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi trái (m) Lp là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi phải (m) Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông ứng với cấp Q = 27500m3/s được tóm tắt ở bảng 3.2. Bảng 3.2: Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông, Q = 27500m3/s Vị trí Bãi trái Bãi phải Lòng sông Vtb Bbãi Vtb Bbãi Vtb Lt (m) Lp (m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s) Tầm Xá 0÷0.45 1848 0÷0.11 330 2.33 402 - Hạ lưu 0÷0.10 168 0÷0.09 170 2.90 80 - cầu C.Dương Vạn Kiếp 0÷0.66 1280 0÷0.03 206 2.30 170 - *Ghi chú: Lt là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi trái (m) Lp là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi phải (m) 3.2.1.1. Chế độ dòng chảy sông Hồng khu vực nghiên cứu và lân cận trong điều kiện tự nhiên trước khi có hồ Hòa Bình Chế độ dòng chảy của sông được nghiên cứu thông qua các trạm quan trắc trong khu vực. Hầu hết các trạm trong khu vự nghiên cứu đều là các trạm khống chế nằm ở hạ lưu các sông lớn nên có lượng dòng chảy hàng năm khá lớn, tương đối ổn định, mức độ biến động hàng năm không lớn. Đường tích phân kép lưu lượng nước trung bình năm của các trạm tương đối thẳng, biến đổi đều, không có sự thay đổi lớn về độ dốc. Bảng 3.3: Hệ số CVQ, Qnăm max/Qnăm min, Qmax/Qmin TT Trạm Sông Thời kỳ CVQ Qnăm max/Qnăm min Qmax/Qmin 1 Yên Bái Thao 1961-2002 0,21 2,5 112 10
Vụ Quang 2 Lô 1961-2002 0,17 2,0 103 (Phù Ninh) Hòa Bình 1961-1985 0,14 1,7 142 3 Đà (Bến Ngọc) 1985-2002 0,20 1,9 95 1961-1985 0,16 1,7 64 4 Sơn Tây Hồng 1985-2002 0,15 1,7 52 1961-1985 0,13 1,6 53 5 Hà Nội Hồng 1985-2002 0,16 1,6 33 1961-1985 0,19 2,1 197 6 Thượng Cát Đuống 1985-2002 0.19 1,7 70 3.2.1.2. Chế độ dòng chảy sông Hồng sau khi có hồ Hòa Bình Theo báo cáo của các trạm quan trắc, trong thời kì 1986 – 2002, chế độ dòng chảy ở các trạm Hòa Bình, Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát chịu ảnh hưởng điều tiết của hồ Hòa Bình. Hồ Hòa Bình là loại hồ điều tiết năm nên hầu như không ảnh hưởng đến lượng dòng chảy hàng năm ở các trạm hạ lưu, vì vậy các đường tích phân kép lưu lượng trung bình năm từ 1961 – 2002 ở các trạm đều là đường thẳng, biến đổi đều, không bị thay đổi độ dốc từ 1986. 3.2.2. Mối liên hệ giữa tốc độ dòng chảy và xu thế vận chuyển dòng cát ở đáy sông Trên một đoạn sông nhất định, động lực dòng chảy là yếu tố có tác động mạnh mẽ nhất đối với quá trình biến đổi lòng sông. Sự tương tác của dòng chảy với lòng sông thông qua 2 yếu tố, đó là dòng nước và dòng bùn cát. 3.2.2.1. Ảnh hưởng của dòng chảy đối với sự biến đổi lòng sông Dòng chảy là một yếu tố động học tích cực trong mối quan hệ tương tác giữa dòng chảy và lòng dẫn. Tác dụng tạo lòng của mỗi cấp lưu lượng không chỉ phụ thuộc vào cấp số trị của nó mà còn phụ thuộc vào số lần xuất hiện của trị số đó trong quá trình chung. 11
3.2.2.2. Ảnh hưởng của dòng bùn cát đến sự biến đổi lòng sông Dòng chảy bùn cát là một yếu tố quan trọng của động lực học lòng sông. Yếu tố bùn cát cũng là tác nhân trực tiếp tạo ra biến hình lòng dẫn. Bùn cát bị xói thì lòng sông sẽ hạ thấp hoặc sạt lở, bùn cát bị lắng xuống lòng sông sẽ được bồi cao. 3.3. Đặc điểm biến đổi các dải cát ngầm khu vực nghiên cứu trên cơ sở khảo sát dòng chảy 3.3.1. Vị trí và diện phân bố các tâm hội tụ trầm tích và các giải cát lòng sông Từ cầu Thanh Trì đến cầu Nhật Tân các tâm hội tụ trầm tích nằm rải rác thành 04 điểm nhỏ với chiều cao đỉnh nón trầm tích dưới 10m và trung bình khoảng 7m . Tâm hội tụ này khá lớn với đường kính nên đến 2km và nằm chính giữa sông. Bãi cát di động Các bãi cát này hình thành ở giữa sông hoặc ven bờ, không ổn định, thường bị di chuyển sau mỗi mùa lũ, cao độ của các bãi cát loại này biến động trong khoảng 2 -5 m hoặc cao hơn. Bãi nổi tương đối ổn định giữa sông Trong địa phận Hà Nội có 2 bãi nổi với cao độ bề mặt các bãi trung bình 9- 10m bao gồm: - Bãi Phúc Xá- xã Phú Thượng, xã Nhật Tân, quận Tây Hồ: - Bãi Trung hà: Bãi Trung Hà là bãi bồi lớn giữa sông Hồng từ cửa An Dương đến cửa khách sạn Hà Nội với chiều dài 6km ( ở mực nước 5m) nằm trong địa giới hành chính của các quận Tây Hồ, Ba Đình, Hai Bà Trưng và Long Biên. Độ cao mặt bãi chủ yếu dao động từ 8-10m hoặc cao hơn. Các kết quả nghiên cứu địa hình đáy mới nhất được trình bày trong hình (3.1, 3.2, 3.3). 12
Hình 3.1: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 13
Hình 3.2: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 14
Hình 3.3: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 15
3.3.2. Xu thế biến động của các dải cát lòng sông Quá trình biến đổi các doi cát được xem xét thông qua đối sánh các bản đồ thuộc hai thời kỳ 1984 và 2013. Hình 3.4: Vị các các bãi bồi trong khu vực nghiên cứu (ảnh bên trái là năm 1984 và bên phải là năm 2013, các bản đồ ở cùng tỷ lệ 1/100.000)[14] B A 16
Hình 3.5: Sự thay đổi hình thái của bãi cát qua 30 năm tại bãi Phú Xá và Trung Hà(bên trái bản đồ địa hình thành lập năm 1984 và bên phải là ảnh vệ tinh năm 2013) Hình 3.6: Mặt cắt sâu đoạn AB Hình 3.7: Sự biến đổi của doi cát và đường cong của bờ qua 30 năm tại khu vực bãi Thống Nhất (bên trái bản đồ địa hình thành lập năm 1984 và bên phải năm 2013) 17
Hình 3.8: Sự biến đổi của doi cát và đường cong của bờ qua 30 năm tại khu vực Bãi Thúy Lĩnh (bên trái bản đồ địa hình thành lập năm 1984 và bên phải năm 2013) Hình 3.9: mô hình 3D lòng dẫn sông Hồng đoạn sông trong khu vực nghiên cứu 18