Nghiên cứu này nhằm phân tích các nguyên nhân gây xói lở bờ sông Nhu Gia trên địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng. Các số liệu sơ cấp và thứ cấp như vận tốc dòng chảy, bùn cát đáy và địa hình lòng dẫn đã được thu thập để tiến hành phân tích và tìm ra nguyên nhân gây ra xói lở bờ sông Nhu Gia.
Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sông Cửu Long NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG NHU GIA TẠI ĐỊA BÀN HUYỆN MỸ TÚ, TỈNH SÓC TRĂNG STUDY ON CAUSES FOR EROSION OF NHU GIA RIVER IN MY TU DISTRICT, SOC TRANG PROVINCE Nguyễn Thái An, Phạm Quốc Thạnh, Trần Văn Tỷ, Lê Hải Trí, Huỳnh Thị Cẩm Hồng, Đinh Văn Duy ABSTRACT: This study aims to analyze the impact factors on erosion of Nhu Gia river in My Tu district, Soc Trang province Primary and secondary data such as flow velocity, bed sediment and bathymetry were collected to analyze and find out the causes of erosion in Nhu Gia river The results show that some river cross-sections at the meandering sections are asymmetric due to erosion The non-allowed erosion velocity of bed sediment (Vkx) is lower than the measured velocity (V) Hence, flow velocity is the main factor causing river bank erosion KEYWORDS: riverbank erosion, Nhu Gia River, flow velocity, sediment, Soc Trang TÓM TẮT: Nghiên cứu nhằm phân tích ngun nhân gây xói lở bờ sơng Nhu Gia địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng Các số liệu sơ cấp thứ cấp vận tốc dịng chảy, bùn cát đáy địa hình lịng dẫn thu thập để tiến hành phân tích tìm ngun nhân gây xói lở bờ sông Nhu Gia Kết cho thấy mặt cắt sông đoạn sông cong khu vực nghiên cứu có hình dạng bất đối xứng ảnh hưởng xói lở bờ sơng Vận tốc khơng xói (Vkx) bùn cát đáy nhỏ vận tốc thực đo dịng chảy (V) Do đó, vận tốc dịng chảy xác định ngun nhân gây xói lở bờ sơng khu vực nghiên cứu TỪ KHĨA: xói lở bờ sơng, sơng Nhu Gia, vận tốc dịng chảy, bùn cát, Sóc Trăng Nguyễn Thái An Bộ mơn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: anb1908310@student.ctu.edu.vn Tel: 0915217455 Phạm Quốc Thạnh Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: thanhb1908318@student.ctu.edu.vn Tel: 0336205692 Trần Văn Tỷ Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: tvty@ctu.edu.vn Tel: 0939501909 209 SCD2021 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta Lê Hải Trí Bộ mơn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Cơng nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: lehaitri@gmail.com Tel: 0985897190 Huỳnh Thị Cẩm Hồng Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: htchong@ctu.edu.vn Tel: 0919377900 Đinh Văn Duy Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Khu II đường 3/2, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Email: dvduy@ctu.edu.vn Tel: 0906975999 ĐẶT VẤN ĐỀ - INTRODUCTION Các đồng giới trở nên dễ bị tổn thương với xói lở sụt lún đất đập thượng nguồn giữ lại lượng lớn bùn cát (Anthony cs., 2015) Xói lở bờ sông xảy với mức độ ngày nghiêm trọng đe dọa sống người dân hai bên bờ sơng Rất nhiều nghiên cứu xói lở bờ sông đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) tiến hành Tuy nhiên, nghiên cứu trước tập trung vào hai sông lớn ĐBSCL sông Tiền sông Hậu (Hùng cs., 2001), (Hoành, 2015), (Điệp cs., 2019), (Thuy et al., 2020), (Kim et al., 2020) Trong năm gần đây, có số nghiên cứu sạt lở bờ sông sông nhánh hệ thống sông Tiền sông Hậu nghiên cứu (Hoằng Thanh, 2018; Lộc cs., 2020; Trí cs., 2021; Bằng cs., 2021) Vì chế độ thủy động lực học sông nhánh khác nhiều so với sơng lớn nên cần có thêm nhiều nghiên cứu sạt lở bờ sông sông nhánh để cung cấp đầy đủ kiến thức liên quan đến vấn đề sạt lở bờ sông Sông Nhu Gia tuyến đường thủy nội địa cấp II chảy qua địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng Trong năm gần đây, xói lở xảy nghiêm trọng số vị trí 210 tuyến sơng Chính vậy, nghiên cứu tiến hành phân tích tình hình xói lở bờ sơng Nhu Gia đoạn chảy qua cầu Mỹ Phước thuộc địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng Vị trí khu vực nghiên cứu trình bày Hình Hình Khu vực nghiên cứu VẬT LIỆU - MATERIALS Máy đo vận tốc dòng chảy tự ghi MIDAS-ECM Anh sử dụng để đo vận tốc dòng chảy thủy trực khác mặt cắt Vì đầu đo MIDAS-ECM khơng thể đo chiều sâu cột nước nên thiết bị đo độ đục Infinity Nhật Bản gắn vào thiết bị đo độ sâu để ghi liệu độ sâu mực nước điểm đo vận tốc dòng chảy Vận tốc dòng chảy đo thiết bị MIDAS-ECM truyền tín hiệu liên tục Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sơng Cửu Long máy tính thơng qua cáp kết nối dài 30 m Thiết bị đo vận tốc dòng chảy độ đục trình bày Hình bùn cát đáy so sánh với vận tốc thực đo (V) để xác định ngun nhân gây xói lở bờ sơng vận tốc dịng chảy Vị trí lấy mẫu đo vẽ mặt cắt mơ tả Hình 3.1 Đo vận tốc dòng chảy Trong nghiên cứu này, vận tốc đo theo phương pháp đo 06 điểm thủy trực vận tốc bình qn thủy trực tính theo cơng thức: Trong đó: vm vd vận tốc dòng chảy mặt đáy; vận tốc lại ứng với độ sâu 0,2h; 0,4h; 0,6h 0,8h; với h chiều sâu cột nước vị trí đo Hình Máy đo vận tốc dòng chảy MIDAS-ECM PHƯƠNG METHODS PHÁP NGHIÊN CỨU – Nghiên cứu tập trung vào số liệu sơ cấp đo đạc khu vực nghiên cứu chuyến khảo sát thực tế Các số liệu bao gồm vận tốc dòng chảy (V), mẫu bùn cát đáy mặt cắt ngang địa hình lịng sơng khu vực nghiên cứu Trong đó, số liệu bùn cát đáy thu thập để tiến hành phân tích thành phần hạt phịng thí nghiệm nghiệm theo phương pháp tỷ trọng kế nhằm xác định kích thước hạt trung bình (d50) bùn cát cấu tạo bờ sơng Từ kích thước hạt trung bình kết hợp với chiều sâu cột nước sông (xác định từ số liệu khảo sát địa hình), vận tốc khơng xói bùn cát đáy (Vkx) xác định theo TCVN 4118:2012 Vận tốc khơng xói 3.2 Lấy mẫu bùn cát đáy Các mẫu bùn cát đáy sông thu thập lưu trữ gàu Ekman lưu trữ hộp nhựa để mang phân tích thành phần hạt phịng thí nghiệm phương pháp tỷ trọng kế theo TCVN 4198:2014 (Hình 4) Hình Thí nghiệm thành phần hạt 3.3 Đo vẽ mặt cắt Hình Vị trí lấy mẫu đo vẽ mặt cắt sơng Theo kết khảo sát thực tế, sông Nhu Gia sông nhỏ không sâu nên mặt cắt sông tiến hành đo mia vị trí cách m theo phương ngang sơng Số liệu đo mặt cắt ngang sử dụng kết hợp với số liệu đo vận tốc để nội suy vẽ biểu đồ phân bố vận tốc mặt cắt sông Chi tiết tuyến đo vẽ mặt cắt trình bày Hình 211 SCD2021 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta số đoạn bị sạt lở nghiệm trọng với vách sạt lở gần thẳng đứng ăn sâu vào đất liền Tại số vị trí, biện pháp bảo vệ bờ xây dựng từ đơn giản đến kiên cố hàng rào tôn xi măng tường bê tơng để giữ đất (Hình 5) Tuy nhiên, biện pháp gần khơng có tác dụng xói lở diễn chân tường bê tông làm cho tường bị biến dạng Hình Đo mặt cắt ngang sơng mia 3.4 Vận tốc khơng xói Vận tốc khơng xói cho phép vận tốc lớn mà dịng chảy đạt tới trị số khơng gây xói lở lịng kênh Vận tốc khơng xói cho phép phụ thuộc vào tính chất lý đất nơi tuyến kênh qua, lượng ngậm phù sa tính chất phù sa dịng chảy kênh; lưu lượng kênh, kích thước mặt cắt ngang kênh yếu tố thuỷ lực dòng chảy kênh Theo Gônsarôp cộng (2008), giá trị vận tốc khởi động vk, tức vận tốc trung bình bé dịng chảy để tượng bắt đầu tách hạt đơn độc đất khơng dính đáy xảy cách liên tục, xác định theo công thức (2) (3): - Khi tổ hợp đất đồng nhất: (2) - Khi tổ hợp đất đáy lịng dẫn khơng đồng nhất: (3) Hình Hiện trạng sạt lở bờ sơng Nhu Gia 4.2 Phân tích mặt cắt sơng đoạn sơng có độ cong lớn Trong d đường kính hạt (mm); d5 đường kính hạt lớn chiếm 5% toàn lượng bùn cát (mm); dtb đường kính trung bình hỗn hợp bùn cát (mm); 1; n trọng lượng thể tích bùn cát nước (kN/m3); H chiều sâu dòng chảy (m) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - RESULTS AND DISCUSSION 4.1 Hiện trạng sạt lở bờ sông Nhu Gia Tại thời điểm khảo sát, bờ sơng Nhu Gia xuất 212 Hình Mặt cắt sơng Hình thể hình dạng mặt cắt ngang sông Nhu Gia khu vực nghiên cứu với quy ước Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sơng Cửu Long bờ trái bờ sơng phía chùa Phước Long (Hình 2) Các mặt cắt sơng thể Hình cho thấy hình dạng bất đối xứng với bên vách bờ dốc (m = 3–5) bên tương đối thoải (m = 10–20) Đặc biệt mặt cắt MC 4-4 MC 5-5, lòng dẫn bị lệch hẳn phía bờ trái mặt cắt nằm đoạn sơng có độ cong lớn 4.3 Phân tích thành phần hạt Theo kết khảo sát thực tế, sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu chủ yếu xảy bên bờ trái sơng Nhu Gia Vì vậy, kết phân tích thành phần hạt mẫu bùn cát đáy sơng số điểm dọc theo bờ trái sông Nhu Gia từ mặt cắt MC 1-1 đến MC 6-6 tập trung phân tích Đường cong cấp phối mẫu bùn cát vị trí 2-3, 3-3, 4-3 5-3 thể Hình Có thể thấy kích thước hạt trung bình (d50) mẫu bùn cát phân bố khoảng từ 0.045 mm đến 0.055 mm Cụ thể, kích thước hạt trung bình vị trí 2-3 0.045 mm, vị trí 3-3 0.052 mm, vị trí 4-3 5-3 0.047 mm Căn theo kích thước hạt trung bình, cấu tạo bờ sơng Nhu Gia chủ yếu cát nhỏ, bụi bùn (TCVN 4118:2012) Hình Cấp phối hạt vị trí sát bờ trái sơng vận tốc ngang bờ nguyên nhân gây xói lở bờ sơng Vì vậy, vận tốc dịng chảy mặt cắt MC 5-5 MC 6-6 chọn để phân tích Phân bố vận tốc mặt cắt thể Hình Có thể thấy vận tốc dịng chảy phân bố lệch phía bờ trái Cụ thể, mặt cắt MC 5-5, vận tốc dịng chảy lớn phía bờ trái có giá trị phân bố khoảng 0.20 – 0.30 m/s vận tốc bờ phải mặt cắt đạt giá trị từ 0.06 đến 0.10 m/s Tại mặt cắt MC 6-6, vận tốc dòng chảy bờ trái phân bố khoảng 0.20 – 0.30 m/s vận tốc bờ phải 0.10 – 0.20 m/s Hình Vận tốc dịng chảy mặt cắt MC 5-5 MC 6-6 Để đánh giá ảnh hưởng vận tốc dịng chảy đến xói lở bờ sơng, nghiên cứu tiến hành so sánh vận tốc dòng chảy vận tốc khơng xói bùn cát bờ trái sông Nhu Gia Theo (TCVN 4118:2012), vận tốc khơng xói bùn cát xác định dựa vào kích thước hạt trung bình (d50) chiều sâu cột nước kênh Từ Hình 7, ta xác định cột nước kênh h (m) có giá trị lớn m Giá trị d50 mẫu bùn cát xác định dựa vào Hình Vận tốc khơng xói vận tốc thực đo vị trí sát bờ trái mặt cắt MC 5-5 MC 6-6 thống kê bảng sau Bảng Vận tốc khơng xói vận tốc thực đo 4.4 Vận tốc dòng chảy Theo nghiên cứu (Leopold and Langbein, 1966), đoạn sơng cong, ngồi thành phần vận tốc theo phương dọc sơng cịn có thành phần vận tốc ngang bờ Chính thành phần TT Vị trí 5-3 6-3 d50 (mm) 0.047 0.052 Vkx (m/s) V (m/s) 0.19–0.26 0.26–0.40 0.20–0.30 0.20–0.30 213 SCD2021 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta Từ số liệu Bảng thấy mặt cắt vị trí 5-3, vận tốc dòng chảy thời điểm khảo sát lớn vận tốc khơng xói bùn cát cấu tạo đáy sơng Đây nguyên nhân gây xói lở bờ sơng vị trí 5-3 vị trí sát bờ trái mặt cắt MC 5-5 Tại vị trí 6-3, vận tốc khơng xói bùn cát lớn vận tốc thực đo dịng chảy Vì kết luận dịng chảy khơng gây xói lở vị trí Tuy nhiên, giá trị vận tốc dịng chảy thực đo thực thời đoạn ngắn (trong ngày 28/03/2021) KẾT LUẬN – CONCLUSIONS Các kết phân tích cho thấy lịng sơng khu vực nghiên cứu có hình dạng bất đối xứng đặc biệt đoạn sơng cong, lịng dẫn bị lệch hẳn phía lưng đường cong Vận tốc dịng chảy ngun nhân gây xói lở bờ sơng MC 5-5 vận tốc dịng chảy thực đo mặt cắt MC 5-5 lớn vận tốc khơng xói bùn cát Trong vị trí 6-3 MC 6-6, vận tốc khơng xói bùn cát lớn với vận tốc thực đo nên vận tốc dịng chảy khơng phải ngun nhân gây xói lở mặt cắt MC 6-6 Các số liệu nghiên cứu thực thu thập thời gian ngắn (ngày 28/03/2021) Vì vậy, số liệu vận tốc dòng chảy cần tiếp tục thu thập (đặc biệt mùa lũ) để có đánh giá đầy đủ ngun nhân gây xói/sạt lở bờ sơng Nhu Gia Lời cảm ơn – Acknowledgements Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Cần Thơ hỗ trợ tài cho nghiên cứu thơng qua đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2020-2021 có tên “Nghiên cứu ngun nhân sạt lở bờ sơng Nhu Gia, huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng TÀI LIỆU THAM KHẢO – REFERENCES [1] Anthony E J., Brunier, G., Besset, M., Goichot, M., Dussouillez, P Lap, N V., Linking rapid erosion of the Mekong River delta to human activities, Scientific Reports, 5(1), 2015, 1-12 214 [2] Bằng, L.H.; Thịnh, L.V.; Trí, L.H.; Duy, Đ.V.; Tỷ, T.V.; Minh, H.V.T., Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố địa chất, thủy văn đến ổn định bờ sông Cái Vừng, huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp, Tạp chí Khí tượng Thủy văn, 731, 2021, 16-25 [3] Bộ KHCN, TCVN 4118:2012 Cơng trình thủy lợi - Hệ thống tưới tiêu - Yêu cầu thiết kế, 2012, 67 [4] Bộ KHCN, TCVN 4198:2014 Đất xây dựng – Phương pháp phân tích thành phần hạt phịng thí nghiệm, 2014, 15 [5] Điệp N T H., Minh, V Q., Trường, P N., Thành, L K Vinh, L T Q., Diễn tiến tình hình sạt lở ven bờ sơng Tiền sơng Hậu, vùng đồng sơng Cửu Long, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 55(2), 2019, 125-133 [6] Gonsarop, P.K.; Altsul A.D.; Danhitsenko, N.V.; Kaxpaxon, A.A.; Griptsenko, G.I.; Paskop, N.N.; Xlixki, X.M., Sổ tay tính tốn thủy lực, NXB Xây dựng, 2008, 719 [7] Hoằng T B Thanh, L T P., Phân tích nguyên nhân gây sạt lở bờ sông địa bàn tỉnh Bạc Liêu Cà Mau, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi, 43, 2018, 1-7 [8] Hoành T P., Đánh giá thực trạng ngun nhân xói lở bờ sơng Tiền đoạn chảy qua tỉnh Đồng Tháp, Khoa học Tự nhiên & Công nghệ, 20, 2015, 61-67 [9] Hùng L M., Sản, Đ C., Chương, L T., Long, N T., Hoàng, T B., Tường, T N., Nguyên, L Đ., Việt, P B Khiết, Đ V., Báo cáo tổng kết dự án NCKH cấp Nhà nước: Nghiên cứu dự báo phòng chống xói lở bờ sơng Cửu Long, 2001, 338 [10] Kim T T., Diem, P T M., Trinh, N N., Phung, N K Bay, N T., Riverbank movement of the Mekong River in An Giang and Dong Thap Provinces, Vietnam in the period of 2005–2019, VN J Hydrometeorol., 6, 2020, 35-45 [11] Leopold L B & Langbein W B., River meanders, Scientific American, 214(6), 1996, 60-73 [12] Lộc N Đ., Linh, L T C., Minh, H V T., Luận, T C., Tho, N V., Hưng, V V Tỷ, T V., Xác định nguyên nhân sạt lở bờ sông theo phương pháp khảo sát thực địa: nghiên cứu sông Cái Sắn, thành phố Cần Thơ, Xây dựng, 626, 2020, 623-628 [13] Thuy N T D., Khoi, D N., Nhan, D T., Nga, T N Q., Bay, N T Phung, N K., Modelling Accresion and Erosion Processes in the Bassac and Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sơng Cửu Long Mekong Rivers of the Vietnamese Mekong Delta, APAC 2019, 2020, 1431-1437 [14] Trí, L.H.; Thành, Đ.T.; Linh, L.T.C.; Thịnh, L.H.; Tỷ, T.V., Phân tích ảnh hưởng yếu tố đến ổn định bờ sông: Trường hợp nghiên cứu sông Cái Lân, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, Tạp chí Nơng nghiệp & Phát triển Nơng thơn, 15, 2021, 25-34 215 SCD2021 ... nhiều nghiên cứu sạt lở bờ sơng sơng nhánh để cung cấp đầy đủ kiến thức liên quan đến vấn đề sạt lở bờ sông Sông Nhu Gia tuyến đường thủy nội địa cấp II chảy qua địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng. .. xói lở xảy nghiêm trọng số vị trí 210 tuyến sơng Chính vậy, nghiên cứu tiến hành phân tích tình hình xói lở bờ sơng Nhu Gia đoạn chảy qua cầu Mỹ Phước thuộc địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng. .. qua đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2020-2021 có tên ? ?Nghiên cứu nguyên nhân sạt lở bờ sông Nhu Gia, huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng TÀI LIỆU THAM KHẢO – REFERENCES [1] Anthony E J., Brunier,