Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng giai đoạn 2020 - 2050 và đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn

Bãi sông rộng biển đổi không nhiều so với năm 2001 Xu thé biến đổi long dẫn có sự thay đổi mạnh từ mat cắt SHGL14: Toàn bộ lòng sông nhỏ lại, lòng sông có xu hưng hạ thấp rit mạnh trung

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể bộ môn Công nghệ và

Quan ly Xây dựng, Phong đào tạo Dai hoc và sau đại học, Trường Dai học Thuỷ lợi

Hà Nội, thay giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Hùng, PGS.TS Lê Đình Chung, các thay cô giáo, các nhà khoa học, dong nghiép va ban be da tao điều kiện thuận lợi,

tận tình hướng dẫn, giảng dạy, giúp đỡ, cung cấp tài liệu, động viên tác giả trong quá trình học tập nghiên cứu, hoàn thành luận văn.

Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và tập thể Chỉ cục quản lý đê điễu

thành phá Hà Nội; Cục quản lý đường thủy nội địa Hà Nội đã tạo điều kiện, Cung cấp các tài liệu, thông tin khoa học có gia tri thiết thực cho luận văn.

Cuối cùng và trên hết tác giả xin cảm ơn cha, me và những người thân trong

gia đình đã động viên, giúp đỡ tác giả trong cuộc sống, học tập và công tác.

Việc nghiên cứu được tiễn hành trong điều kiện tài liệu, phương tiện, thời

gian và kiến thức của tác giả còn hạn chế Các van dé đặt ra và giải quyết trong khuôn khổ một luận văn thạc sĩ kỹ thuật do đó còn nhiều vấn dé can được tiếp tục nghiên cứu Tac giả rat mong nhận được nhiều ý kiến đóng giúp đỡ qui báu của các

nhà khoa học để tác giả tiếp tục hoàn thiện, nâng cao kiến thức trong công tác và

nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2014.

Tác giả

CHU ĐÌNH SƠN

Họ và tên học viên: Chu Binh Sơn

Lớp cao học: CH20CI

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Tên để tài luận văn: “Nghiên cứu xu thể biển đỗi lòng dẫn sông Hồng giai

“đoạn 2020 - 2050 và đề xuất các giải pháp ẫn định tong dẫn"

Tôi xin cam đoan dé tải luận văn của tôi là do tôi làm Những kết quả nghiên

inh toán là trung thực Trong quá trình lầm tôi có tham khảo các ti iệu liên

quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và cấp thiết của để ti, Cc ti liệu trích dẫn

rõ nguồn gốc và các ti liệu tham khảo được thống kể chỉ ti Tôi không sao chép

từ bất kỳ nguồn thông tin nảo, néu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trích nhiệm

Hà Nội ngày thắng năm 2014

1.1 Khái quất về lưu vực sông Hồng 5

1.2 Thực trang diễn biển lòng dẫn sông Hồng những năm gần đây (2001-2012)10

1.3 Thực trang về phủ sa và khai thác cát ở bạ du sông Hồng (ừ sau hd Hòa

Bình) 13

Kết luận Chương 1 23CHUONG 2 UNG DỤNG KET QUA TÍNH TOÁN THỦY LỰC BANG MO

HINH MIKE 11 MÔ PHONG DIEN BIEN LONG DẪN SONG HONG DE DỰ

BAO XU THE BIEN DOI LONG DAN 24

2.1 Khái quát về mô hình MIKBIL 24 2.2 Đề xuất ắc kịch bán ính toán và xây dụng mô ình inh ton diễn bi

lở, bồi lắng.

2.3 Kết quả tính toán mô phỏng diễn biển lòng dẫn sông Hồng theo các kịch bản 65

24 Kết luận chương 2 69

CHUONG 3 ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHAP VE ON ĐỊNH SÔNG HONG 70

3.1 Các giải pháp về quan lý khai thác cát ở hạ du sông Hồng, 20

3.2 Các giải pháp tổng hop về ồn định lòng dẫn sông Hong 75

Kết luận Chương 3 7

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHAO,

thời kỳ trước khi có hỗ Hòa Bình 13

Bảng 1.2 Lưu lượng bin cát lơ ứng và sai số quân phương tương đối tại các tram

thời kỹ sau khi có hồ Ha Bình l

Bảng 1.3 Ty lệ đóng góp dong chảy bùn cát lơ lừng hàng năm của 3 nhánh Đà,

“Thao, Lô vio sông Hồng thời kỷ trước và sau khí có hd Ha Bình 4

Bang 1.4 Tống lưu lượng bùn cát lơ lửng trong các mùa dòng chảy thời ky trước.

khi cổ hồ Ha Bình 1s Bảng 1.5 Tổng lưu lượng bùn ct lơ hing trong các mùa ding chảy thổi kỹ sau khỉ

“Thao, Lô vào sông Hồng thời kỳ tước và sau khí có hd Ha Bình 6) 18Bảng 1.10 Các đặc trưng của lưu lượng bùn et To King bình quân thắng lớn nhất vànhỏ nhất thời kỳ trước khi ob hồ Ha Bình 20Bang 1.11, Các đặc trưng của lưu lượng bùn cát lơ lửng bình quân tháng lớn nhất vànhỏ nhất thời kỳ sau khi cd hỗ Hoa Bình 21

Bảng 1.12 Các đặc trưng của Lưu lượng bùn cát lơ lửng binh quản 3 thing lớn nhất

và nhỏ nhất thi kỳ tước khi có hỗ Hòa Bình a Bảng 1.13 Các đặc trưng của lưu lượng bin et lo hing binh quân 3 thing lớn nhất

và nhỏ nhất thời ky sau khi có hồ Hòa Bình 2LBing 2 Các thông số thết kế các hỗ chứa thượng nguồn 30Bảng 2.2 Dja hình lòng dẫn sông Hỗng- Thái Binh, 33

Bảng 2.3 Các trạm thủy văn dùng để hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình Mike 11 38

Bảng 2.4 Thông số Thủy lực của hg théng sông Hồng ~ sông Thái Binh 38

Bảng 2.5 Các tram thủy văn dùng để hiệu chỉnh và kiểm định thông số mô hình Mike 11 4i

Bảng 2.6 Kết quả higu chỉnh thông số mô hình thủy lực vớ trận lũ 1996 7Bảng 2.7 Kết quá kiểm định thông số mô hình thủy lực với trận lũ 2002 52Bảng 2.8 Kết quả tính toán hệ số tương quan trong trường hợp hiệu chính S5

Bảng 2.9 Kết qua tính hệ số tương quan trong trường hợp kiểm định sr

Bảng 2.10 Vị trí các điểm khai thác cất trên dia bản Thành phố Hà Nội )

Bảng 2.11.Lượng khai thác cát ước tinh của các tỉnh dọc sông Hong “

Hình 1 Sat lở bờ hữu Hồng đoạn Son Tây 1

Hình 2, Hàm lượng phù sa tai trạm Sơn Tay 2 Hình 1.1, Hỗ Hòa Bình xã là 7

Hình 1.2 Lũ sông Hồng tại khu vực ngã ba Lô - Hồng 7

Hình 1.3, Sông Hồng mùa nước lũ 9 Hình L4, Viti 165 mặt cất được do về hing nim 10

Hình 1.5 Mô hình phân phối lưu lượng bùn cát lơ lừng trong năm của hai thời kỳ:

trước và sau khí có hỗ Hòa Bình 20Hình 2.1 Ché độ dang chảy của đoạn sông đơn được mô tả bằng hệ phương trình vi

phân đạo him riêng Saint ~ Vernant 26

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống sông Hồng-Thái Bình tinh toán thủy lực 30

Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Hồng 32

Hình 2.4 Quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Trung Hà 42

Hình 2.5 Quá trình mực nước tinh ton và thực do ti tram Sơn Tây 4“ Hình 2.6 Quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Hà Nội 43 Hình 2.7 Quá trình mye nước tinh toán và thực đo tại tram Hưng Yên 4B Hình 2.8, Qua trình mực nước tính toán và thực do tại tram Phủ Lý 44

Vinh 2.9 Quá trình mye nước tính toán và thực do ti tram Gián Khẩu “

Hình 2.10 Quá trình mực nước tính toán và thực đo ti trạm Quyết chiến 45

Hình 2.11 Quá trình mực nước tinh toán va thực đo tại trạm Thượng cát 45 Hình 2.12 Quá trình mực nước tính toán va thực đo tại trạm Bến hỗ 46

Hình 2.13 Quá trinh mực nước tính toán va thực do tai trạm Triều Dương 46

Hình 2.14 Đường quá trình mye nước tính toán và thực đo tại tram Trung Hà- Lũ tháng - 82002 48 Hình 2.15 Dường quá trình mye nước tính toán và thực do tại trạm Sơn Tây- La tháng “8-2002, 49 Hình 2.16, Đường quá trình mye nước tinh toán và thực do tai trạm Hà Nội- Lũ tháng - 8-2002 49 Minh 2.17 Đường quá trình mực nước tinh toán và thực do tai tram Hưng Yên~ L tháng 8- 2002, 50

Hình 2.18 Đường quá trình mực nude tinh toán và thực đo tại trạm Gián Khẩu- Lũ tháng 8- 2002 50

Hình 2.19 Đường quá tỉnh mực nước tính toán và thực đo tại trạm Quyết Chiến

La tháng 8- 1002 si Hình 220 Đường quả trình mực nước tinh toán và thực do ti tram Thượng Cét~

Lũ tháng 8- 2002 si Hình 2.21 Đường quá trình mục nước tính toán và thực do tại tram Triéu Dương ~

202 56

Hình 2.28 Bản đồ vj tri khai thác cát khu vực dọc sông Hồng 59

Hình 2.29 Qua trình diễn biển lòng dẫn sông Da 67

67

long dẫn đoạn sông từ sau Ngã ba sông Duống đến

Hình 230, Quá tinh diễn biển lòng

Hình 2.31 Quá tinh diễn bid

Ngã ba Sông Lube Gl]

Hình 2.32 Qué trinh diễn biến lòng dẫn đoạn sông từ Ngã ba sông Luộc đến cửa

biển 68

1 Tính cấp thiết của đề tài

Diễn biến lòng dẫn luôn gắn liên với quá trình vận động của dòng sông Mối

‘quan hệ giữa đồng chảy và lòng dẫn liên quan mật thiết đến cân bằng bùn cát cũng

như quá trình khai thác, chỉnh trị sông của con người Những năm gin đây, việckhai thác nguồn nước và bãi sông ngày cảng mạnh mà dién hình là xây dựng hồchứa thủy lợi thủy điện và khai thác cát Mắt cân bằng bùn cát có tác động sâu sắc

và lâu dai đến tài nguyên nước và môi trường lưu vực sông, bao gồm cả tác động

tích cực và tác động tiêu cực, Cùng với nó là hiện tượng xói bồi lòng sông, sat lở bờ

xông di ra mạnh mẽ ảnh hướng trực đời sống, kinh

an toàn dé điều

Lượng phù sa lơ lửng của sông Hồng lớn nhất trong các sông ở Việt Nam, xếp

‘vio loại các sông nhiều phù su của thé giới Trung bình nhiều nấm chuyển qua trạm

Sơn Tây trên sông Hồng thời đoạn 1985 ~ 1990 dat từ 114 ~ 115.10° tắn/năm, với

tổng lượng nước 118.10” m /năm So với sông Mê Kông khi vào Việt Nam với tổng

lượng nước đạt gin 500.10”m`năm nhưng chỉ có tổng lượng phù sa 95 10 tắn/năm

(Điện tích lưu vực Mê Kông 795.000km”, sông Hỗng 143.600km? tỉnh đến Sơn

“Tây) Hàm lượng phủ sa sông Hang lớn gắp 5 lin sông Mê Kông

Độ đục nước sông biến đổi mạnh theo các mùa dòng chảy: rất lớn trong mia lũ

và rit nhỏ trong mùa kiệt Độ đục bình quân mùa lũ thường lớn hơn từ 1,7 đến 2 lần

độ đục bình quân năm So với độ đục bình quân mùa kiệt độ đục bình quân mùa lờ

lớn gắp từ 4 dén chin lần đối vớ thời kỳ trước khí có hỗ Hỏa Bình và từ 3 đến 5 lần

đổi với kỳ sau khi có Hồ Hỏa Bình

Do tác dung của hồ Hòa Bình, mức độ phân hóa độ đục nước sông giữa hai mia

lũ và kiệt bớt sâu sâu sắc hơn, đặc biệt là trên sông Đà Tỷ số giảm từ 9 lần trong.thời kỳ trước khi có hồ Ha Bình xuống còn khoảng 3 lần ở thời kỳ sau khi có hồ

Hồa Bình

Tir khi hồ Hoa Binh bắt đầu hoạt động, độ đục nước sông quân các mia tại các tram ở hạ lưu đều giảm đi rõ rệt, đặc biệt là trên sô 12 Đà, Độ đục bình quân

mùa 1 tại Hòa Bình giảm 7,49 lần; tại Sơn Tây giảm 1,81 lin; tại Hà Nội giảm 137

lần và tại Thượng Cát giảm 1.07 lần Độ đục bình quân mia kiệt tai Hòa Bình giảm

2,39 lần tại Sơn Tây giảm 1,47 lần toi Hà Nội giám 1,14 lần và tại Thượng Cat

giảm 1,04 lân

9,8,9

—_„HlÍn

"` `

Hinh 3 Hàm lượng phù sa tại tram Sơn Tây

Ngoài ra, trong những năm gin đây, cùng với sự biển đội khí bậu toàn edu, đồng

chiy của các sông cũng có sy biến động bit thường không theo quy luật, nạn khai

thác cát trên lan không theo quy hoạch cảng gép phin làm mắt cân bằng bùn cát

trong sông

3 Mục dich đề ti

~_ Đánh giá được diễn biển lòng dẫn sông Hồng từ năm 2001 đến nays

~ Dự báo, lòng dẫn sông Hồng đến năm 2050 theo các kịch bản khaithắc ải nguyên và đề uất gi pháp ôn định ông dẫn

lễn bi

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Bil Cách tiếp cận

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là sông Hồng trên địa bin Hà Nội Đây là

ính tị, văn hỏa của cả nướ

vùng đặc biệt quan trọng là trung tam Đối tượng nghiên cứu liên quan đến nhiều lĩnh vue: Giao thông, xây dung cơ sở hạ tng, thủy,

lợi (nguồn nước, công trình thủy lợi), môi trường, phương hướng phát triển kinh tế

xã hội khu vực,vv Với nội dung đề tải luận văn, tắc giả chỉ tập trung nghiên cứu.

các yếu tố chính là nguồn phù sa và khai thác cát từ điểm sau hồ Hòa Bình về hạ du.3.11 Ti lên chỉ tiết (

3.1.2 Tiếp cận toàn diện, đa ngành đa lĩnh vực

“Xem xét day đủ các yêu tổ phát triển khi nghiên cứu đề tải bao gồm các lĩnh

vực kinh tế xã hội, môi trường sinh thái ; các giải pháp được xem xét toàn diện từ

giải pháp công trình đến các giải pháp phi công trình

cận kể thừa

Š ti sử đụng các kết quả nghiền cửu cổ iên quan gin đây vé sông Hồng trên

địa bin tính Hà Nội của các cơ quan như Trường Đại học Thủy lợi, Viện Khoa học

thủy lợi Việt Nam, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, Viện Quy hoạch thủy lợi

4.2, Phương pháp nghiên cứ

— Thu thập các tài liệu liên quan: các tài liệu về hiện trạng công trình chỉnh trị,

hiện trạng khai thắc cát, hiện trạng x6i lở bo sông;

= Phương pháp phân tích thống kế: thống kê phân tích các kết quả do lượngphù sa, độ đục trong lòng dẫn sông Hồng;

~ Sử dụng kết quả mô hình toán để phân tích dự báo theo các kịch bản khai

thúc dong chiy sông Hồng,

4 Kết quả đạt được

~_ Đánh giá được hiện trạng diễn biến lòng din sông Hồng những năm gin day;

= Dự báo được diễn biến sông Hồng đến năm 2050 theo một số kịch bản khai

thie tài nguyên;

~ ĐỀ xuất giải pháp ổn định lòng dẫn

1.1 Khái quát về lưu vực sông Hong

Ha du đập Thủy điện Hòa Bình gồm bồn tinh Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Tho và

Ha Nội là nơi khởi nguôn của đồng bằng châu thé sông Hồng, nơi tập trung dân cw

dong đúc và lâu đời, là trung tâm văn hóa, chính trị của cả nước Do ảnh hưởng của

thủy điện Hòa Bình nên điều kiện thủy văn trên các sông Da, sông Thao, sông Lô vì

sông Hồng ở hạ đu bị ảnh hưởng lớn, gây ra nhiễu hiện tượng xói lỡ bờ sông

nghiêm trọng.

‘Sang Đà: Doan qua Hà Nội có chiều đài khoảng 35 km từ xã Khánh Thượng đến

ngũ 3 Trung Hà thuộc huyện Ba Vì Lưu vực đến Việt Trì là 52.900 km”, chảy quaPhú Thọ từ Tình Nhuệ (H1.Thanh Sơn) đến Hồng Đà (H.Tam Nông) di 41.5 km,điện tích lưu vue tong tỉnh 367.4km; các ngồi chính gồm Ngdi Lạt, Ngồi Cái, subiRồng

Sông Hang: Là con sông lớn nhất chảy qua TP Hà Nội với chiều dài khoảng

118km có lưu lượng bình quân hàng năm 2.640 m’/s với tổng lượng nước khoảng.

8345 triệu mÌ Sông Hồng chảy vào địa phận Vĩnh Phúc từ Ngã Ba Hạc với chiều

đài là 41 km

Sông Thao: Lưu vực đến Việt Trì 51.800 km*, chảy qua Phú Tho từ Hậu Béng(LH Hoà) đến Bến Gót (TP.Việt TA) là 109,5 km Cúc sông suối nhỏ gồm NgòiVan, Ngồi Mỹ, Ngồi Lao, Ngồi Giành, Ngồi Me, Ngồi Có, sông Bứn và Ngồi Mạn

Lan

shigu đài 464km; Chiều dàiSông Lô: Lưu vực đến Việt Tri khoảng 39.040

chảy qua địa phận Phú Thọ từ Chi Bam (H Đoan Hùng) đến Bến Got (TP.Việt Trì)

là 73,5 km Diện tích lưu vực trong tinh 502,8km?, các sông nhỏ gồm s ng Chay,

"Ngôi Rượm, Ngồi Diu, Ngồi Tiên Du và Ngồi Tranh Sông Lô chảy vio giang phận Vinh Phúc từ xã Quang Yên (Sông Lô) qua xã Việt Xuân (Vĩnh Tưởng) đến ngã ba

Bạch Hạc th đỗ vào sông Hing, có chiều dài 34km,

Trên mỗi đoạn sông do chảy qua những vùng địa hình, dia chất khác nhau nên lòng dẫn cũng có những đặc điểm khác nhau Hơn nữa, trên mỗi đoạn sông còn có.

ự thay đổi về chế độ thủy lục do sự hợp lưu của các nhãnh sông nên tinh hình lòng

dẫn của các đoạn sông này cũng khác nhau Dựa vào ti iệu khảo sắt và thu nhập

được có thé dua ra những đánh giá chung về đặc điểm lòng dẫn mỗi đoạn sông như

« Ở Bắc Bộ mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, cũng có năm bắt đầu sớm hơn hoặc.

muộn hơn 15-20 ngây: ở phía Đông Bắc có thể xảy ra lũ lớn vio tháng 11, ở

Tây Bắc mùa lũ có thé sớm hơn.

+ Ty lệ lượng đồng chảy mùa lã chiếm tử 65-80% tổng lượng ding chảy năm,

Tuy nhiên có những năm do tổ hợp nhiều nhân tổ, tổng lượng đồng chảy lũ có

thể đạt trên 80% lượng đồng chảy cả nấm,

+ Tủy theo điều kiện hình thá tồi tiết gây mì mưa khác nhau mà số kin xuất hiện

1 hàng năm có biển động đáng kể, ít nhất là một trận và nhiễu nhất là 10 trận

Thời gian duy tì trận lä của từng loại sông cố khác nhau, tủy thuộc vào điện

tích lưu vực, vào hình thái thời tiết gây lũ Ở sông lớn như sông Thao, Da, Lô thường từ 7-15 ngày, Trên các sông vừa và nhỏ lũ thường tập trùng lên

nhanh, xuống nhanh nên chỉ kéo dài khoảng từ 2-5 ngày.

+ Thời gian tập trung lũ khá nhanh, từ khi mưa đến khi Iũ về chỉ rong ving 2 đến

3 ngây, ring đối với sông miễn núi có nơi không quả 24h, cường suất là lớn

đạt từ 5-7m/ngày ở thượng lưu sông Đà, sông Lô; ở trung lưu 2-3mingiy và ở

hạ lưu là 0,5-1,5m/ngày

+ Biên độ mực nước ở các sông nhỏ đạt từ 34m, sông lém tới 10m Biên độ tuyệt

đổi đạ tới 13,22m ở Lào Cai (sông Thao); 31,1m ở Lai Châu (sông Đà); 204m

ở Hà Giang (sông Lô) và 13,1m ở Hà Nội (sông Hồng)

+ Tương quan về lưu lượng đỉnh lồ hàng năm của sông Hồng (ở Sơn Tây) với các sông Ba (Hòa Bình) hệ s

Lô (Yên Bái) với hệ số R=0,665,

.84; sông Lô (Tuyên Quang) hệ số R=0,K3; sông

Hình 1.1 Hỗ Hỏa Bình xã lũ

Hình 12 Lũ sông Hồng tại khu vục ngũ ba Lô- Hằng

Lũ trên lưu vực sông Hồng là sản phẩm của mưa rào nhiệt đới, đồng thời lại chịu

tác động của địa hình lưu vực.

Mưa lũ rên sông Hồng do nhiều loại hình thời tiết gây nên, mỗi loại hình thờitiết anh hưởng khác nhan tối từng vũng, mưa lũ lại phụ thuộc vio sự tổ hợp và quátrình din biển các loại hình thời tết theo không gian và thời gian, vì vậy tính đồngnhất của mưa lũ trên lưu vực không cao, nghĩa là ít khi trên toàn lưu vực xay ra mưa.lớn và chưa từng xảy ra trường hop lũ lớn nhất của tất cả các sông đồng thời xuất

hiện Lũ tháng 8/1971, với chu kỳ lặp lại khoảng 200 năm cũng mới chỉ là lũ lớn.

nhất tên sông 8p lĩ lớn nhất rên sông Thao và lĩ vữa trên sông Đã

Mô dun dòng chảy trên lưu vực sông Hồng khá lớn Phụ thuộc vio cường độ hoạtđộng của gió mùa Tây Nam và áp thấp nhiệt đới Bắc Án Độ Dương cũng như ảnh

hưởng của dai hội tụ và cao áp Thái Bình Dương, lũ trên lưu vực sông Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt: Đôi với lưu vực sông Hồng, lũ lớn nhất thường xây ra vào tháng,

3, lũ thắng 7 và thắng 9 chỉ xây ra quy mỗ nhỏ hơn

Lũ thường có nhiều ngọn, nhiều đỉnh kế tiếp nhau Ở những lưu vực nhỏ từng,

con lũ có thé tích biệt nhưng những lưu vực lớn những con lũ kế tiếp nhau tạothành một con lĩ lớn có thể có nhiều định hình răng cư trên nén một con lũ lớn

Tùy theo quy mô các trận lũ, thời gian lũ lên từ 3-5 ngày, thời gian lũ xuống tir

5-7 ngày, Những trân lũ lớn ở lưu vực sông Hồng thường do 2-3 con lũ kết hợp nhau

3/1969; thing 8/1971 tạo thành và thường kéo dai 15-20 ngày như lũ thing

Tir Việt Trì đến Hà Nội, lũ tổng hợp của 3 sông Da, Thao, Lô dồn vào một dòng,nên tốc độ đồng chấy lũ ở Sơn Tây còn rất mạnh, đạt V„ = 26ml,

`, «3,45m 6S Lũ ở hợp lưu chỉ kém lồ sông Đà và đầu nguồn sông Thao và sông Lô,

Citing suất nước lê tôi 88m ngày ở Sơn Tây côn lớn hơn cường suất nước lên ở Hòa

Bình Biến độ mực nước năm lớn nhất dat tới 1272m, còn biên độ mực nước lũ đạt

11 lm ở Sơn Tây, chỉ khoảng 2:3 ngày là dt tinh lũ, ngắn hơn i xuống tối 3-4 lẫn

Li ng Hồng cũng giống như Thao, Đà, Lô, thường xảy a nhiều ngọn iên tiếp,

lên xuống nhanh vào thing 4-5, biên độ lũ khoảng thing 6 có thé lên tới 5-6m, sang

tháng 7-8m các cơn lũ đỗ về liên tiếp con lũ thứ nhất chưa rút hết đã chồng tiếp con

ũ thứ 2 làm đỉnh lä lên cao dẫn và thưởng đạt định lũ vào thang 8, sau đó mye

nước hạ xuống din, Do vậy quan hệ mực nước lưu lượng ở từng trạm luôn thay đổi

kể cả trị số lớn nhất, vi đó là dòng không én định, lưu lượng lũ cũng luôn thay đổi

the từng trận lũ Không những khác nhau vé v8 dang li (cao, mập), nhọn gy hoặc

và bắt đầu lên cao ở mức nước do con lũ trước còn

không cao nhưng kéo dai nại

lại cao thấp quyết định Vì thé khi mực nước sông Hồng đã ở mức cao từ 12,5m chỉ xay ra thêm một đt Ii không lớn trên điện rộng hay gặp bão thi sẽ xây ra

11,5-lũ đặc biệt như 11,5-lũ tháng 8/1971, rất nguy hiểm cho hệ thông đê dọc sông

Mat điều ding chú ý là khi mực nước If cng lên cao thi độ đốc mặt nước từ Việt

TT đến Hà Nội tính theo thời gian truy lũ có giảm nhỏ (ty trận Hi khác nhan), độ

chỉ còn 3,7m và độ đốc 6,lemvkm ở cấp mực nước cao 13,3m Nếu xét với lũ lớn năm 1945 và năm 1969 cũng ở cấp mực nước chênh lệch giữa Việt Tri và Ha Nội là

4,16m (năm 1945) và 4,03m (năm1969), tinh hình khi nước rút thi thì độ dốc cũng

giảm di nhanh vì mực nước thượng lưu thường rút nhanh trước các trạm hạ du.

Mực nước lũ sông Hồng thường cao hơn mặt ruộng đồng bằng 4-5m, có những

năm cao đến 4-6m, có 3 năm đặc biệt cao hơn mặt ruộng đến 8-9m Nếu không có

để thi sản xuất vụ mùa rất khó khăn do ảnh hưởng của thời tiết cuối vụ, do cấymuộn, ti rết lúa trổ bông bị hạt ép và mực nước cao kéo dài nên hệ thông để bị uyhiếp, kém độ an toàn nên phải có nhiều biện pháp giảm thấp mực nước lũ Trong

gần 100 năm qua thì có khoảng 73% số năm mức nước từ báo động I đến báo động,

ổn dưới

Il (tir 9,5-11,5m ở Ha Nội) trong khi đó đồng ruộng của đồng bằng pl

cao độ 5-5,5m, Đặc biệt thôi gian hơn 50 năm gần đây đã xảy ra 3 trận lũ dat trên

13m ở Hà Nội, riêng năm 1971 đặc biệt lớn, mức nước thực tế dat 14,13m; hoàn

nguyên nêu không vỡ để và không phần là thi lê tối 14,80m ở Hà Nội, vợt cả

ết kế của đề Lưu lượng Sơn Tây dat tới 37.800m⁄

Lũ sông Hồng biến đổi giữa các năm không lớn lắm ở Sơn Tây, Qmax thực do

(1911) chi gắp 2,26 lần lưu lượng bình quân lớn nhất (Q g=16 000m5) và chỉgấp 3,96 lẫn lưu lượng lũ năm nhỏ nhất (1916 và 1931), Q,„„„„,=9.630mÌls, Hệ sốbiến sai C,=0.28; Q„„„ thực do(8/1971) lớn gấp 10 lần lưu lượng năm bình quân

nhiều năm (Q,=3.740m'/s) và gap 100 lần lưu lượng kiệt nhất (Q,;=376m /s)"

chiều cao t

Hình 1.3 Sông Hồng màu nước lũ

1.2 Thực trang diễn biến lòng dẫn sông Hồng những năm gin đây

(2001-2012)

1.2.1 Hiện trạng din biển sông Hồng

Trên cơ sở tổng hợp các sb liệ từ 165 mặt cắt được đo vẽ hing năm hạ du sôngHồng từ năm 2001 đến 2011 cho thấy hầu như tắt ca các v tri mật et ust đều có xuhướng hạ thấp và mở rộng nhanh đặc biệt trong khoảng 4 năm cuối"

Hình 1.4 Vitri 165 mặt cắt được do về hàng năm

ất, khu vực chảy qua địa phận huyện Ba Vì, thị xãTrên sông Hing có 126 mặt

Sơn Tây, huyện Phúc Thọ, và nội thành Hà Nội có nhiễu bãi phủ sa lớn ở giữa sông

hoặc hai bên bờ sông, xuôi về phía hạ du do có sự phân lưu sang các sông như sông.Đuống, sông Luộc sông Trì Lý mà đồng chính của sông nhỏ din Các kết quả phântích chỉ tiết được thể hiện trong phụ lục

Nhận xét:

Đoạn đầu sông Hồng mặt cắt không có xu hướng mở rộng hoặc hạ thấp đáng kể

Bãi sông nhỏ, xu hướng biến đổi không đáng kể,

'Ở đoạn tiếp theo (từ SHG33 đến SHG72) đều có đặc điểm chung là bãi rộng, mặtelt long sông có xu hướng bạ thắp nhưng không đáng kể Bãi phát triển ôn địnhTir mặt cắt SHG73 đến 78 xu hướng biến đổi bắt đầu có sự thay đổi đáng kẻ: Bãisông nhỏ dần và có xu hướng hạ thấp trung bình khoảng 0,5m Trong khi dòng chảy

có xu hướng hạ thấp đăng kể Dòng chính hạ thắp khoảng hom Sm sau 11 năm,Mit cắt SHG79 và 80 có bãi rộng hơn và ít biển đổi, trong khi lòng dẫn có xu

hướng giảm it hơn và cổ sự phần ích tinh 2 dòng chính, thậm chỉ lồng sông côn có

xu hướng hơi bi lên so với năm 2001

Mit cắt SHGSI cho thiy: Bãi sông bên bờ hữu khá rộng và ôn định, phía bên bờhữu nhỏ và có xu hướng ha thấp Trong khi lòng dẫn hình thành 2 đồng chảy chính,dong phía bên hữu có xu hướng biển đổi không đáng kể nhưng dong phía bên ta xuhưởng mở rộng và bạ thấp khá rõ rt với mặt cắt ớt gắp dén gin 3 lẫn so với năm

2001

Tại mặt cit SHG82 và SHGS3 nhị thấy xu hướng

SIIG81 nhưng dòng chính có xu hướng dich chuyển sang phía bờ hữu Bai rộng

ấn đổi tương tự như mặt cắt

biến đổi không đáng kể so với năm 2001 Nhưng lòng dẫn mặc dù không cổ xuhướng mở rộng nhưng lại có xu hướng bạ thấp rt rõ rật với mức độ hạ thấp trung

bình khoảng 2,5m sau 11 năm.

Từ mặt cit SHGS4 đến SHGS6 nhìn thấy xu hướng biển đổi giống nhau: Có 2

bãi một ở giữa sông một phía bên bờ tả nhưng không rộng, bãi biến đổi không,

nhiều Nhung lồng dẫn chỉnh có sự hạ thấp cục bộ cực lớn đặc biệt bên phía sắt bờ

hữu khi cao trình hạ thấp lên đến gần 17m so với năm 2001 tạo thành những hàm.

ch gin bã rất nguy hiểm, không thấy có sự mỡ rộng lòng dẫn Các vị tr lòng dẫn

còn lại cũng có sự hạ thấp đáng kẻ

"Mặt cắt SHG#9 cho thấy cá xu thé mở rộng và xu thể hạ thấp lòng dẫn đáng ké ở

cả đòng chảy chính bên phía bờ hữu và đòng chảy giữa sông với điện tích mặt cắt

ướt mở rộng gần gp đôi so với năm 2001, long din sắt mép bai bi ha thấp khả sâu

Bãi nhỏ, it bién động sau 11 năm,

Từ mặt cit SHG80 đến SHGĐ3 bãi rộng, lòng dẫn nhỏ và t biển đội

Mat cắt SIIG94 lòng dẫn mùa kit rất nhỏ sát phía bên bở tả mỡ rộng không đăng

kế nhưng cao trình mặt cất ướt hạ thấp trung bình khoảng 2m so với năm 2001

“Trong khi đó cao trình bãi mia kiệt cho thấy xu hướng hạ thấp rất lớn trên toàn bộ

bai trung bình khoảng gin 3m

Tại các mặt cắt từ SHG95 đến SHG113 có xu hướng biến đổi tương tự nhau:

Dang chảy nhỏ có xu hướng hạ thấp nhưng không nhiễu, xu hướng vận động dòng

chảy chủ yếu là dịch chuyển từ phía bở tả sang bờ hữu và ngược lại Bãi sông rộng

biển đổi không nhiều so với năm 2001

Xu thé biến đổi long dẫn có sự thay đổi mạnh từ mat cắt SHGL14: Toàn bộ lòng

sông nhỏ lại, lòng sông có xu hưng hạ thấp rit mạnh trung bình khoảng hơn 3m so với năm 2001, trong khi bờ và bãi sông í

Hình thải đồng chảy va bir sông ở các mặt cất từ SHGIIS đến SHGI22 là khágiống nhau: Bai sông có biển động nhưng không đáng kể, lòng dẫn có xu hướng hạthấp nhưng không nhiều, xu hướng chủ đạo được nhìn thấy là chuyển dich dong

chy từ bở ả sang bờ hữu và ngược hạ

Mặt cắt SHG122 có xu hướng biến đổi lòng dẫn rắt mạnh: Cao tình diy hạ thấpkhông nhiễu khoảng 2m, nhưng lòng dẫn mở rộng rit lớn khoảng hơn hai lần so vớinăm 2001 Bờ và bãi sông rộng, ít biết

Tai mặt cắt SHG124 lòng sông không có xu hướng mé rộng, nhưng mặt cắt ướt

có xu hướng hạ thấp rất ớn lên đến gin Em sau 11 năm Toàn bộ bở bãi sông có hạ

đổi sau 11 năm.

thấp so với năm 2001 nhưng không đáng ké chỉ khoảng 0 5m Xu thé biển di

tương tự được nhìn thấy ở mặt cắt SHGI23 tuy nhiên với mức độ thấp hơn (cao

trình đầy sông hạ tr gần 4m)

Từ mặt cất SIIGI25 đến SHG127 có xu thé biến đổi khá giống nhau: Lòng sông

không có xu hướng mở rộng nhưng toàn bộ cao đây sông bị hạ thấp khoảng

hơn Im, Cao tình bờ, bãi sông có biển đổi nhưng không lớn sau 11 năm,

Tir mặt cắt SHG128 đến mặt cắt SHGI 32 ít biển đồi, Lang sông chỉ có xu hướng

dich chuyển đồng chây tử bờ hữu sang ba ta vi ngược Ini Ba va bãi sông phát triển

6n định trong giai đoạn từ năm 2001 đến 2011

1.3, Thực trạng về phù sa và khai thác cát ở hạ du sông Hằng (từ sau hồ Hồn

Bình)

3.1 Tum lượng bùn cắt lơ lồng bình quân năm bình quân nhiễu năm

Lưu lượng bùn cát lơ lửng (Q,) là lượng bùn cat lơ lửng chảy qua mặt cắt ngang.

sông trong một đơn vị thời gian, được tinh bằng tích số giữa lưu lượng nước và độđục nước sông Vi vay, dù hồ Hoà Bình hẳu như không ảnh hưởng đến giá tị dongchảy bình quân năm nhưng do ảnh hưởng đến độ đục bình quân năm nên cũng ảnhhưởng đến Q Bởi vậy cũng như chuỗi sổ liệu độ đục, chuỗi số iệu lưu lượng bin

cấ lơ lừng cũng không đồng nhất và việc tinh toán Q, vẫn phải tách làm hai thời kỳtrước và sau khi có hỗ Hỏa Bình

Bang 1.1

tram tỏi kỳ trước kh có hỗ Hỏa Bình

am lượng bùn cát lơ lừng và sai số quản phương tương đối tại các

TT Tênưym | TKTTĐB | Sốnăm| Ky | C | Qu(kgs) | 7%

1 [ita Bian | 1959-1967 | 3 [e100 002 | Hợi |3

Bảng 1.3 TỊ lệ đồng gáp đồng chủy bùn cát lr ling hàng năm của 3 nhánh

Đà, Thao, Lô vào sông Hong thời kỳ trước và sau khi có hỗ Hòa

Bình

Đặc ương Thời kỳ rước Khi sô |_ Thời kỳ sau Khi HO

hỗ Hòa Bình Hoa Bình

Qual Quast QuerQao 35,20 % 10.03 %

Qu /Qumt Qs Quo 36.27 DBE

QwelQumt QvetQwo | 853% 124%

Từ các sổ liệu rên a thấy rằng

+ Trong thời ky trước khi có hỗ Hỏa Bình: mặc dù chun độ đục của sông Thao làlớn nhất nhưng do chuẩn lưu lượng nước của sông Đà lớn hơn nên chuẩn lưu lượng

‘bin cát lơ lửng của sông Đà là lớn nhất (1761 kg/s tại Hoa Bình), tiếp đến là sông

‘Thao (1157 kg/s tại Yên Bái) và nhỏ nhất là sông Lô (chỉ 272 kg/s tại Vụ Quang)

Bởi vậy, ty lệ gia nhập lưu lượng bùn cát hàng năm vào sông Hồng của

tlà sông Lô (85%) Lưu

ông Đã là lớn nhất (55.2%) tiếp đến sông Thao (36.3 %) và nhỏ nỉ

lượng bùn cát lơ lửng sông Hồng tại Sơn Tây tăng so với lưu lượng bùn cất sông Đà

tại Hoà Bình do được bổ sung lưu lượng bùn cát của sông Thao và sông Lô (đạt

do hậu quả của nạn chặt phá rừng bừa bãi, làm xôi môn nghiêm trọng bé mặt lưu

ning lượng

Bình, lưu lượng bin cát lơ hing tại Yên Bái và tại Vụ Quang đều tăng xip xi 135vực dẫn ùn cát gia nhập sông So với thời kỳ trước khi có h Hòa

lần Sự giảm lưu lượng bùn cát lơ lăng trên sông Đà và sự tăng lưu lượng bin cát lơ

lừng trên sông Thao và sông Lô đã làm thay đ jong góp lưu lượng bùn cát

hàng năm của ba sông Đà, Thao, Lô vio sông Héng: của sông Da trở thành nhỏnhất (chỉ còn 10%, giảm 45%), của sông Thao là lớn nhất (lên tới 73%, tăng 37%)

và của sông Lô lên vị trí thứ hai (đạt 17%, tăng 8%).

1.3.2 Phân phối ew lượng bùn cắt lơ lừng trong năm

1.3.2.1 Theo mia đồng chay

Lưu lượng bùn cát lơ lừng biển đổi mạnh theo các mùa dòng chảy: rit lớn trongmùa lũ và rất nhỏ trong mùa kiệt Lưu lượng bùn cát lơ lửng bình quân mùa lũ.thưởng lớn gắp hơn 2 lần lưu lượng bùn cát lơ ng bình quân năm và lớn ắp từ 10đến 32 lin lưu lượng bùn cát lơ lãng bình quân mùa kiệt đối với thời kỳ trước khỉ

có hỗ Hòa Bình và từ 9.5 để ấp xi 15 lẫn lưu lượng bùn cát lơ lửng bình quảnmủa kiệt đối với thời ky sau khi có hỗ Ha Bình Tổng lưu lượng bin cát lơ lửngmùa lũ thường chiếm tới từ 88% đến 95% tổng lưu lượng bùn cát lơ lửng cả năm.đối với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Binh và từ 87% đến 91% đối với thời kỳ sau khi

có hồ Hòa Bình So với tổng lưu lượng bùn cát lơ lửng mùa kiệt, tổng lưu lượng

bùn cát lơ img mỗa lũ lớn gp từ 7 đến 23 lần đối với thôi kỳ trước khi có hỗ Hỏa

Bình và từ 7 đến 10,5 lẫn đi với thời kỳ sau khi có hỗ Hoa Bình

Bang 1.4 Tổng lie lượng bùn cát lơ lửng trong các mùa dòng cháy thời kỳ

trước khi có hỗ Hoa Binh Mạn Miok& | Sere

Ténteym 2) (Y9), mài (YQ)„| Lar | Er

(kg) | sian | (kg) | 2)

HòaBih —| 1879| VI-X | HAOĐI XI-V — 7B 95A1 | 2386 YênBã | HRBĐ|[VI-X| H68| x1-v 1295] 9018 | 103

VụQung | 3261] vi-x | 281) XIV 390| 8804 | T46

sonTiy — 39651| vi-x | 36099) XIV 3552| 9102 | toe

HàNộ | 256501 vi-x | 241361 XI-V 2534| 9016 | 946

Bảng 1.5, Ting lw lượng bùn cát lơ lừng trong các mùa dàng chảy thời kỳ

sau khỉ có hỗ Hòa Bình

II Miakit | Fou] Donn

Thơm |2% a [Oe] mi |0 An| See) duc

(2!) | gián | cho) | gim | ces) | 0%

WoaBinh | 263 |VI-IX| 2321 | X-V | 292 | B88 | 798

YênBấ | H8623 | VI-X | 167 | XI-V | HẠ0 | 90.18 | 9.18

Vu Quang | 4293 | VI-x | 3893 | XI-V | 406 | 9057 | 960

SoTiy | H9679 | VI-X | 17509 | XI-V | 2171 | 897 | 807

HàNộ — Ì l679 | VI-X | 14398 | XI-V | 2100 | 8722 | 682

Bảng 1.6 am lượng bùn cát lơ ling bình quân các màu dang chảy thời kj

trước khi có hỗ Hòa Bình:

= Mùa i Miaka 7 TT

sim | (gis) | sit | (gh)

HòaBìh | 1566 | VI-X | 3609 XI.V| 113 } 230 | 3200

YênBä | H5 | VI-X | 2532 XIV | 175 | 219 | 1447

VuQuang | 272 | vi-x | 576 XIV | 56 | 211 | 1030 SơnTây | 3304 | VI-X | 7220 | xiv | 507 | 218 | 1423 HàNội [2H38 | vi-x | 4635 XIV] 36L | 2J6 | 12,83

Bang 1.7 Luu lượng bùn cát lơ lừng bình quân các mùa dòng chảy thời kỳ sau

hi có hồ Hỏa Bình

Mia Miakie | — | —

tenwam | + | Thời | Gan | thoi | Qn | Cờ | Son daisy | TR | ỨC TM Du Qs | Qa

(Ke!) | sian | qạ/y ian | den) |

HàaBhh | 218 |VIL-X| 464 XIV 4 | 203 | a2

YênBá | 1552 | VIX | 335% XI-V | 36L | 2.16 | 1285

VụQung | 358 |VI-X| 779 | xt-v | 58 | 247 | 1344

SơmTây | 1640 | VIX | 3502 XI-V| 310 | 244 | 1129

HàNG — [B69 |VI-X| 2466 XI-V| 300 | 209 | 955

Tir khi hỗ Hoa Bình bat đầu hoạt động, lưu lượng bin cát lơ lừng bình quân các.

mùa tại các tram ở hạ lưu đều giảm đi rõ rt, đặc biệt là trên sông Đà So với thời kỳ

trước khi có hỗ Hòa Bình, ưu lượng bùn cất lơ lũng bình quân mùa lũ tại Hoà Bình

giảm 7,49 lần: tai Sơn Tây giảm 2,06 lin và tại Hà Nội giảm 1,61 lần còn lưu lượng

bùn cát lơ lửng bình quân mùa kiệt tại Hoà Bình giảm 2,69 lần tại Sơn Tây giảm

1,64 lần va tai Hà Nội giảm 1,2 lần

Bang 1.8 So sánh leu lượng bùn cát lơ hing bình quan trong các mùa dòng

chảy giita hai thời kỳ trước và sau Khi có hỗ Hỏa Bình:

có hỗ Hoa Binh, Sự tăng lưu lượng bùn cất lơ lừng nảy xây ra không phải do tác

động của hỗ Hòa Bình ma xảy ra do hậu quả của việc chat pha rừng bừa bãi trên bể mặt lưu vực từ những năm giữa thập kỹ 80 trở lại đây Lưu lượng bùn cát lơ img

bình quân mùa lũ tại Yên Bái tăng 1,33 lần và tai Vụ Quang tăng 1,36 Hn, Lưu

lượng bùn cát lơ lừng bình quân mùa kiệt tại Yên Bái tăng 1,49 lần và tại Vụ Quang

tăng 1,04 lần

Sự giảm lưu lượng bùn cát lơ ing bình quản trong các mùa dòng chảy trên sông

Đà và sự tăng lưu lượng bùn cát lơ ling h quân trong các mia dòng chảy trên

ce sông Thao và Lô trong thời kỳ sau khi có hỗ Hòa đã làm thay đổi tỷ lễ đồng góp dòng chảy bùn cát lơ lửng trung bình từng mùa của ba sông Đà, Thao, Lô

ng Hồng So với thời ky trước khí có hd Hiền Bình, tỷ lệ đồng góp lưu lượng

bùn cát lơ lừng bình quân các mùa của sông Đà giảm, của sông Thao và sông LO tăng.

Bang 1.9 Tỷ lệ ding gop ding chảy bùn edt lo lừng từng mùa của ba nhánh

Đà, Thao, Lô vào sông Hong thời kỳ trước và sau khi có hỗ Hòa

Bình (%)

Mà Mia kit

Đặc trng Trước khi cỏ | Saukhicó | Trước ki | Sau Kh cS hd

hồ Hoa Bình | hồ Hòa Bình | hồ Hoa Binh | Hòa Bình

Qan/Qan+QaytQuo | 5368 1008 385 na

Qn Que Quy Qua | 3726 1398 5087 | T330

Qxa/Qan+ Qun+ Qo | R36 1693 1628 i607

1.3.1.2 Theo các thẳng trong năm

Phân phối lưu lượng bùn cát lơ lửng theo thing trong năm tại tất cả các trạm

Hòa Bình đều rit không đều trong năm

trong cả hai thai kỳ: trước và sau khi có.

và đầu có dạng một định (một năm có một eve đại và một cực tiểu) Cực đại thường

xuất hiện vào tháng VII hoặc tháng VIII còn cực tiểu thường xuất hiện vào tháng IIhoặc IIL, Ba tháng có lu lượng bùn edt lơ lửng lớn nhất thường là các thing Vị

Vil, VIE hoặc VII, VIH, IX Ba tháng có lưu lượng bùn cát lơ lửng nhỏ nhất thường

là các thing I, HII hoặc I, HI, IV, Biên độ dao động của hưu lượng bin cất lơ

lửng trong năm rất lớn, ty số giữa lưu lượng bin cát lơ lửng tháng cực đại lớn gap

từ 77 đến $90 lần lưu lượng thắng cực tiêu đối với thời kỳ trước khí có hỗ Hòa Bình

và từ 33 đến 118 lần đối với thời kỳ sau khi có hỗ Hòa Bình Lưu lượng bin cát lơlũng 3 thing lớn nhất cũng fon hơn nhiều lần so với lưu lượng bản cát lờ ng 3thing nhỏ nhất, khoảng từ 44 đến 354 lần đi với thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình

và từ 21,5 đến 70 lần đối với thời kỳ sau khi có hồ Hòa Binh,

ích nước phát diện, điều

Trong thời kỳ từ năm 1988, do ảnh hưởng hoạt độn;

tiết dòng chảy của hồ Hòa Bình, cả độ đục nước sông và lưu lượng nước ở hạ lưutrong các thăng mùa lũ đều giảm nên lưu lượng bùn cất trong các thắng mia là cũng

giảm mạnh Tai trạm Hòa Bình trên sông Đà, lưu lượng bùn cát lơ lửng của tháng

và của 3 thing lớn nhất giảm tới 8,75 lần so với thời kỳlớn nhất giảm tới 8,12

trước khi có hồ Hồa Binh, Anh hưởng này lan truyền tới các tạm Sơn Tây và Hà

Nội trên sông Hồng nhưng yếu din (tai Son Tây: giảm 2,2 và 2 lẫn; tai Hà Nội

giảm 1,76 và 1,69 Lin) Trong các tháng kiệt nhất, mặc đù độ đục nước sông ở bạ

lưu vẫn giảm nhưng do lưu lượng nước sông thio xuống hạ lưu tăng nên lưu lượng

bùn cát lơ lừng của tháng nhỏ nhất và 3 tháng nhỏ nhất trên sông Đà tại Hòa Bình.

không ting ma lại đều giảm nhưng giảm ít hơn (3.3 và 1,9 lẫn) so với thời ky trước

khi có hd Hòa Bình Chính vi vậy, biên độ dao động của lưu lượng bùn cát lơ lừng

trong năm trên sông Đà giảm di so với thời kỳ chưa có hoạt động của hồ Hòa Bình

“Trên sông Thao và sông Lô, tinh hình diễn biển theo chiễu ngược hại, lưu lượng bùn

cit lơ lửng của tắt cả các thing trong năm của thai kỳ sau khi cổ hỗ Hae Bình Ii

đều ting lên so với thời kỳ trước khi có hỗ Hòa Bình Hiện tượng này xây ra không

phải do tie động của hồ Hòa Bình ma xảy ra do hậu quả của việc chặt phá rừng bừa bãi trên bỄ mặt lưu vục từ những năm giữa thập kỷ 80 trổ lại đây, gây xôi môn

nghiêm trọng làm bùn cát gia nhập sông tăng, dẫn đến độ đục nước sông tăng và

kéo theo lưu lượng bùn cát lơ lửng tăng.

© Tram Vụ Quang Tram Son Tay

Tháng

That tướckh côn Hoa Bh

12 Thăng cai hi cóhổ He eh

e- Trạm Hà Nội

Tình 1.5 M6 hình phâm phối lưu lượng bùn cát lơ lửng trong năm của hai thoi

kỳ: trước và sau khi có hỗ Hòa Binh

Bang 1.10, “Các đặc trưng của lưu lượng bùn cát lơ lừng bình quân thắng lon

nhất và nhỏ nhất thời kỳ trước khi cỏ hỗ Héa Bình

‘Thang lớn nhất Su,Têntam | 6, | Thời | Gas am,

(kgls) | 8 | aig)

Hoa Binh | 1761 | VHI | S011 890,11 YênBái | 1157 | VHI | 4579 109,02

Vu Quang | 272 | VHI | 901 12871 SơmTây | 4683 VH | 13615 | H | 149 9128

Hà Nội 2305 | vit 8347 | HH 108 T129

Bang 1.11 Cúc đặc trưng của lưu lượng bùn cát lơ lừng bình quân thắng lon

it thôi kỳ sau khi có hỗ Hoa Bìnhnhất và nhỏ n

“Tháng lớn nhất | Tháng nhỏ nhất @., | 8„,

Tên trạm | @j, | Thời | Gnome | Thời | Q„„ | Qe | 92s

(g9 | #8 | qua | "| qua |

HoaBinh | 214 | VH | 96 | mm | 30 | 461 | 3287 YênBái |1552| VH | 5124| H | 68 | 330 | 7535

VụQuang | 368 | VH | 144 | H | 2 38 | 11783

SonTiy | 1904| VH | 6199| H | I5 | 326 | 4105 HàNội | 193] vu | #4 | H | H6 | 331 | 4090

Bang 1.12 - Cúc đặc trưng của Liew lượng bùn cát lơ lừng bình quân 3 thẳng lớn

nhất và nhỏ nhất thỏi kỳ trước khi có hỗ Ha Bình

Ø, | 3thảnglớnnhất | 3 thing nho nhat

Tên tram (eis) | Tháng xuất | Q.„„„„| Tháng | Q,„„„

hiện - | qua |xuấthiện | qua) Hòa Bình | 1761 | VI,VHLIX| 5706 |H-ULIV l6 | 324 | 35429 YênBái — 1157 | VH,VHLIX| 3365 | Liki | 58 | 38 | 5628

Vụ Quang 272 | Vi, Vi, VI | 783 1H, HL 9 2/88 88,99 Son Tay | 3633 | VH.VHLIX | 10379 | mmiv 197 | 286 | 52.77

Hà Nội 2305 | VI, VIH,IX | 6417 1H,HL 146 2478 4407

Bảng 1.13 Cite đặc trưng của leu lượng bùn cát lơ lửng bình quan 3 thắng lớn

nhất và nhỏ nhất thời kỳ sau khi có hỗ Hỏa Bình

©, | 3 tháng lớnnhất | 3 thang nhỏ nhất

Tên trạm | (ois | Tháng xuất | Gana Fram] Gm | Resa

hiện | aes) | is)

HòaBìh | 214 | VLVH.VIH | 652 | mmiv| 30 | 305 | 2141

đa Qn}

Yên Bi 1552 | VH.VIH,IX | 4330 | Lum | 74 | 279 | 5835

Vụ Quang | 368 | VLVH,VH| H25 | LH | IS | 306 | 6416 Sơn Tây | 190% | VLVH,VH | 5203 | LH.M | is? | 273 | 3323

Hà Nội 1433 | VH,VIH,IX | 3799 | Lim | 124 | 265 | 3059

13.3 Khai thác cát

‘Tai 3 tuyển sông lớn chảy qua địa bin Thủ đồ gồm: Sông Hồng, sông Đà, sông

Đuống với tổng chiều dai lên tới hơn 280km ở hai bên bờ sông có hãng trăm bãi tập,

hai hơn còn làm cho sat lở bờ sông, gây ảnh hưởng đến tính mang và tai sản của những hộ dân sống ở bai bên bở sông.

Bên cạnh đó, việc khai thúc cất còn lim cho nhiều khúc sông bị thay đổi đồng

chảy gây sạt lớ đê điều, ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông đường thủy và đời

sống người din ở dọc để

Hiện tượng bồi tụ thành dai cồn cát đã, đang xây ra mạnh tại trước cửa trạm bơm.

Áp Bic, khu vục định Chim, bãi Tứ Liên, bãi Thach Cầu, bãi Duyên Hà Trong

khi đó, một số công trình chỉnh trị dòng chảy như: cụm 14 mỏ han Tầm Xá, cụm kè hướng dòng Phú Gia - Tứ mồ hin cọc bề tông trên bãi Tứ Liên, Trung Hà,

“Thạch Cầu đã xuống cấp nghiêm trong, làm cho tinh hình bồi lắng, sat lờ điễnbiến khó lường hơn Sự thay đổi dòng chảy là nguyên nhân chính dẫn đến hiệntượng sat lờ bờ sông diễn biển phức tạp Khu vực xã Hai Bối (huyện Đông Anh),

phường Ngọc Thụy - Bồ Để (quận Long Biên) là hai nơi chịu ảnh hưởng nặng nÈ

nhất của nh trạng sat lờ bờ sông Vĩ dụ: sự chuyển hướng của dòng chảy mùa lũ bị khối bê tông, gạch đá không lỗ do các khu dân cư lần chiếm bãi tạo ra từ phía bi

hải ép sang: dng chủ lưu từ kẻ Phú Gia Tứ Liên, gặp sự nhô ra của khối bồi đầu

bãi Tứ Liên, làm cho địa bàn phường Ngọc Thụy sat lờ nghiêm trọng vài năm gin

day,

Ngoài ma, hiện trợng kôai thc cát trái phép, tập kết bãi vt liệu sau kha thác

không theo quy hoạch xuất hiện ở rất nhiều nơi gây nguy cơ về mắt an toàn dé điều,

tinh én định của cầu vượt sông và dễ gây ð nhiễm mai trường

Kết quả phân tích số liệu cao trình mật bãi tai 25 mật cắt ngang từ năm 1979 đến

nay cho thấy, cao độ trung bình bãi sông hiện nay đã cao hơn 0,7-0,8m ở bờ trái và

khoảng im ở bờ phải Như vậy, bio động 1 sẽ không còn là mức nước bắt đẳu trần

lin chiếm bãi sông đãtôn cao nền đất ở và đất vườn Khi cổ quả nhiễu vật cân trén bãi, đồng chảy lũ trầnbãi nữa, Hiện tượng nay phin lớn là do cư dan trong quá

bãi lại nông, vận tbe nhỏ sẽ gây ra bi lắng trên bãi Việc nâng cao cao trình mặt bãi

sẽ lim thay đổi thé sông vả kèm theo là giảm khả năng thoát lồ Hiện tượng hạ thấp

mực nước mùa kiệt gây khó khăn đổi với giao thông thủy và lấy nước dẫn tưới, gây,

nhiều tổn thất không kêm lũ lạt mà Hà Nội đang gặp phải

Kết luận Chương 1

Lưu vực sông Hồng là một trong những lưu vực sông lớn nhất miễn Bắc nước ta,

là con sông mẹ hình thành nên nén văn minh sông Hồng qua nhiều thé kỷ Cuộcsống của người dân 2 bên bờ sông phụ thuộc nhiều vào đặc điểm dòng chảy của

sông Hồng Qua nhiề thé kỹ chung sống, con người đã không ngũng khai thie, tận

dụng những nguồn lợi ma sông Hồng mang li Tuy nhiên, do quá trinh khai thác

còn chưa có hệ thống, còn mang tính vì lợi ich cá nhân nên dòng sông bị khai thác, một cách quả lam dụng, gây ra nhiễu hệ uy nghiêm trong Qua chương này, ác giả

đã phân tích các đặc điểm của dòng chảy lũ và déng chảy bùn cát của sông Hồngthông qua các năm tại các trạm thủy văn, để có một bic tranh toàn cảnh về những

ảnh hưởng đến dong chảy dưới tác động của con người mà chú trọng là nạn khai thắc cất tin Ian Không theo quy hoạch, nạn khai thie cất ti phép và đặc biệt là việc xây đựng các nhà máy thủy điện ở thượng nguồn Đây là những cơ sở quan trọng để giúp tác giả định hướng trong nghiên cứu ở các chương tiếp theo,

Chương 2 Ứng dụng kết quả tinh toán thủy lực bằng mô hình Mike 11 mô

phỏng diễn biển lòng dẫn sông Hồng dé dự báo xu thé biến đổi lòng dẫn

2.1 Khái quát về mô hình MIKEIT

3.11 Giới thiệu mổ hình

MIKE 11 do DHI Water & Environment phát triển, là một gối phần mém dùng

để mô phòng đồng chảy lưu lượng, chit lượng nước và vận chuyển bin cát ở các

cửa sông, sông, kênh tưới vả các vật thé nước khác

MIKE 11 và MIKE nói chủng o một số ưu điểm so với các mô hình thương mại

Khác và cũng so với các mô hình hiện được dang sử dụng rộng rãi ở Việt Nam một

số ru điểm chính của MIKE 11 như

~_ Liên kết với GIs.

~_ Liên kết với các mô hình thành phin khác của bộ MIKE như:

~_ Mô hình mưa rảo đồng chảy NAM.

= Mô hình thuỷ động lực học 2 chiều MIKE 21 (MIKE FLOOD).

MIKE 11 là mô hình động lực một chiều và dé dàng với người sử dụng nhằm.phân tích chỉ it thiết kể, quản lý, vận hành cho sông cũng như hệ thống kênh dẫnđơn giản và phức tap MIKE 11 linh hoại, cung cấp một môi trường thiết kế hữuhiệu về kỹ thuật công tỉnh, tài nguyên nước, quản lý chất lượng nước và các ứng

Mo.dun thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của mô hình MIKE 11 vàhình thành cơ sở cho hẳu hết các md-dun bao gdm dự báo lũ ải khuyếch tần, chất

lượng nước và các mé-dun vận chuyển bản cát Một số ứng dụng liên quan đến

mô-‘dun MIKE 11 HD bao gồm:

— Dự báo lũ và vận hành hỗ chứa

—_ Mô phỏng đồng chấy trong hệ thống sông, kênh

‘Vn hành hệ thống tưới và tiêu thoát nước.

~_ Thiết kế các hệ thông kênh dẫn

~_ Nghiên cứu sóng triều và dâng nước do mưa ở sông và cửa sông,

MIKEII là chương trình tính thuỷ lực có thẻ áp dung với chế động sóng động.

lige hoàn toàn ở cấp độ cao Trong chế độ này MIKE I1 có khả năng tinh toin với

Dòng chảy biến đổi nhanh, lưu lượng thuỷ triều, sóng lũ, lòng dẫn có độ dốc lớn.

Các ứng dụng liên quan đến mé-dun MIKE 11 AD bao gm: Nghiên cứu truyềntải vật chất một chiều như quá trình xâm nhập mặn, chất lượng nước, hiện tượng phì

dưỡng trong sông

2.1.2 Mé tả cấu trúc của mô hình MIKEII

Đặc trưng cơ bản của mô bình MIKE 11 là cấu trúc tổng hợp với nhiều loạimôđun được thêm vio mỗi mô phỏng các hiện tượng iên quan đến hệ thống sông

Các modun trong bộ MIKE 11 bao gm:

+ Module HD Thủy động lực học là phần cốt lõi của MIKE II, có khả năng giảibài oán thủy động lục học St Venant cho kênh hớ; giỏi bài toán sóng khuych tin,sóng động học cho một số nhánh định trước; giái bai toán Muskingum cho một số

nhánh định trước; tự động hiệu chỉnh cho điều kiện dòng chảy êm, đồng chảy xi

mô phỏng hau hết các loại công trình trên sông như cẩu, cống, trạm bơm, đập

- Các ứng dung liên quan đến mô dun MIKE 11 AD bao gồm: nghiên cầu truyền

tải vật chất một chiều như quá trình xâm nhập mặn, chất lượng nước, hiện tượng phì

dưỡng trong sông.

Ngoài médun HD và AD đã mô ta ở trên, MIKEL bao gồm các mô dun bỗ sung

về Thủy văn (Mike - NAM); chất lượng nước (Mike WQ); vận chuyển bùn cát có

tính dính (Mike -ST); vận chuyên bùn et không có tính din (Mike ~ST)

ro)

Thi đm + at : Ö_—

Hình 2.1 Chế độ dòng chảy của đoạn sông đơn được mô tả bằng hệ phương

trình vi phân đạo hàm riêng Saint ~ Vernant

Hg phương trình cơ bản mô tả chế độ thủy lực như sau:

a

@)

Trong đó: Z là cao trình mực nước ở thời đoạn tính toán (m); là thời gian tính

toán (giây): Q là lưu lượng đồng chảy qua mặt cất (m4); X là toa độ Không gian(đạc theo dòng chảy, đơn vị là m); b là hệ số phân bổ lưu tốc không đều trên mặt

i W là điện tích mặt cất ướt (m); q là lưu lượng ra nhập dọc theo đơn vị chiều

dai (m/s); C là hệ số Chezy, được tỉnh theo công thức: C= RY/n: n là hệ số nhám;

R là ban kính thuỷ lực (m); y là hệ số thủy lực, theo Maninh y=1/6 ; g là gia tốc

trọng trường : g= 9.81 mis! là hệ số động lượng: b là hệ số động năng

Sử dụng phương pháp số gin đúng sai phân để giải hệ phương trình Saint 'Venant, Đầu vào là số liệu về đặc tính hệ thống cùng số liệu của nguồn nước vào ra

-trên toàn hệ thống Hệ phương trình 4.1 và 4.2 là hệ phương trinh vi phân phí tuyển,

có hệ số biển đổi Các nghiệm cin tim là Q và Z là hàm số của các biển độc lập x,t

không giải được bằng phương pháp giải tích mà giải gin đúng theo phương pháp sai

phân Từ hệ phương tình Saint Venant,có bai phương trin viết theo Q và h

eQ ,ụ ch =q @)

@

OD BOI hàn.

Giải hệ phương trình vi phân trên theo phương pháp sai phân hữu hạn 6 điểm ân

sẽ xác định được giá tị lưu lượng, mye nước tại mọi mặt cắt ngang trong mạng

sông ở mọi thời điểm trong khoảng thời gian nghiên cứu Mạng sông nghiên cứu

được chia thành các đoạn sông đơn bằng các mặt cắt ngang, các đoạn sông được nổitiếp với nhau theo đúng trang thái tự nhiên Giải hệ phương trình sai phân sé tim

được cao trình mực nước tại các vị tí có mặt cắt và vị trí cách mặt cắt 2Ax Lưu

lượng ti các vịt cách mặt cắt Ax và các vịt ông trình như cống, đập v.v tên

toàn mang sông sau mỗi buớc thời gian tính toán, Sau mỗi bước tính toán sẽ thu

urge giá tị lưu lượng Q(mÏ9) và cao trình mực nước Z(m) tai các v tí đã nêu trên

3.1.4 Cách giải phương trình theo phương pháp sai phân 6 điểm

“Xét một đoạn sông dai 2Ax trong thời gian AC

Chỉ s

trên chỉ khoảng thời gian

28

—_ Ao, : Diện tích không chế béi hai điểm lưới j -1 aj

—_ Ao,i : Diện tích khống chế bởi hai điểm lưới j va j +1

= 2Ax : Khoảng cách giữa hai điểm j-I và j +1

Thể vào phương trình (3) được phương trình:

1A,6,Ax, At ag, ¥, QUẾh?,.Q1,h7,,Q277 )

Thư vậy, nhờ phương pháp sai phân và tuyển tính hoá,

Sim Venant (3) và (4) thành hai phương trình đại số bậc nhất (8) và (12) Các hệ

hai phương trình

với các in số Q, h

2.2 ĐỀ xuất các kịch bản tính toán và xây dựng mô hình tính toán diễn biến

bồi lắng

2.2.1 Phạm v tinh toán nghiên cứu diễn biến lòng dẫn

Pham vi bài toán nghiên cứu diễn biến lòng dẫn thuộc phạm vi dọc sông Hồng tirsau dip Thủy điện Hòa Binh đến cửa ra Ba Lạt

2.2.2 Sơ đồ thủy lực tính toán

Việc nghiên cứu tinh oán chế độ hủy lục sông Hồng có liên quan chặt che đến

~ sông Thái Bình, do đó khi tính toán.

chế độ thủy lực của toàn mạng sông H

tiến hành tính toán cho toàn bộ mạng sông Hỗng và sông Thái Bình Tải liệu địa

hình được sử dung trong tính toán là tả liệu thực do trong các năm từ 1998 - 2000

do Viện Quy hoạch Thuy Lợi và Đoàn Khảo sit Sông Hồng đo đạc Bộ tải liệu bao.

gồm 792 mặt cắt của 25 sông chính thuộc hệ thẳng sông Hồng - Thái Bình đã được

nhiều cơ quan khoa học sử dụng như bộ tài liệu chuẩn cho mô phỏng thủy động lực.

Trong đồ có bỗ sung cập nhật một địa hình đo đạc mới Sơ đồ tinh toán

mạng thủy lực như sau;

1111111111117 1} Hình 2 2 Sơ đổ hệ thẳng sông Hồng-Thái Bình tính toán thủy lực

3.3.3 Tài liệu cơ bản sử dụng để tính toán

2.2.3.1 Các công tình hỗ chứa có nhiệm vụ cắt giảm lũ, cấp nước cho hạ dụ

Bảng 2.1 Các thông số thiết kể các hỗ chứa thượng nguồn

[Donvi) HoaBinh | SonLa [TuyênQuang Thae Ba

(m) 7 215 120 58

bình thường,

Mwenuớc | (m) 98.8 1908 105.2 560

Đơnwj HoaBinh | SonLa | Tuyén Quang] Thae Ba

ramet |IỢ mÓ| Teeao wink | Tireao inh | Từeaotinh Từ cao enh

2.2.32 Tài liệu địa hình

So đỗ hệ thing hồ chứa trên lưu vực sông Hồng

Tải liệu địa hình được sử dụng trong tính toán cho mô hình 1 chiều MIKE 11 là

tải liệu thục do trong các năm từ 1999 ~ 2000 do Viện Quy hoạch Thuy Lợi và

Đoàn Khảo sit Sông Hồng do đạc 2000 trong dự án phòng chống lũ đồng bằng sôngHồng Bộ tải liêu bao gbm 792 mặt cắt của 25 sông chính thuộc hệ thống sông

Hồng ~ Thái Bình đã được nhiều cơ quan khoa học sử dụng như bộ liệu chuẩn

‘cho mô phỏng thủy động lực Trong đó có bổ sung cập nhật một số số liệu địa hình

do đạc mới như sau:

— Số liệu 15 mặt cắt trên sông Lô đo thắng 1 và thắng 2/2008.

Số liệu 94 mat cắt đoạn sông Hồng qua Hà Nội đo năm 2006

~_ Số liệu mới do đạc các sông trên địa bàn tinh Hải Dương vào tháng 7/2009

—_ Số liệu mối đo đạc thuộc dự ấn nạo vét sông Hoàng Long do trường Đại học

“Thủy lợi thực hiện năm 2009

—_ Số liệu mới đo đạc thuộc đự án nạo vét sông Đây do trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 2009, 2010.

Số liệu đo đạc trên sông Bay năm 2008, 20111

Diy là bộ số liệu khá hoàn chính vi đồng bộ, khoảng cách do đạc giữa các mặt

sắt ngang biến i trong phạm vỉ te 2-4 km Tit cả các mặt cắt đã được kiểm tra về

mốc cao độ và kiểm tra v vị tí Dưới đây là bảng thống ke ti iệu và sổ lượng mặtcắt địa hình lồng dẫn mang sông sử dụng rong mô hình

Bằng 2.2 Địu hình lòng din sông Hồng: Thái Bình

TT Tênsông Năm đạc - | MEE | st cit