Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu sạt lở bờ sông do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát trên Sông Hậu đoạn đi qua thành phố Long Xuyên và lựa chọn giải pháp bảo vệ, phòng chống sạt lở

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, cơ quan và các ban bè đồng nghiệp, luận vănthạc sỹ: "Nghiên cứu sat lở bờ sông do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát trên sông Hậu đoạn đi qua

VŨ TRUNG THÀNH

NGHIÊN CUU SAT LO BO SÔNG DO ANH HUONG CUA CÁC HOẠT DONG KHAI THAC CAT TREN SONG HAU DOAN DI QUA THANH PHO LONG XUYEN VA LUA CHON GIAI PHAP BAO VE, PHONG

CHONG SAT LO

LUẬN VAN THAC SĨ

Hà Nội - 2015

BỘ GIÁO DỤC VA ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ TRUNG THÀNH

NGHIÊN CỨU SAT LO BO SÔNG DO ANH HUONG CUA CÁC HOẠTĐỘNG KHAI THÁC CÁT TRÊN SÔNG HẬU ĐOẠN ĐI QUA THÀNHPHÓ LONG XUYÊN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ, PHÒNG

CHÓNG SẠT LỞ

Chuyên ngành: Công trình Thủy

Mã số: Mã số: 60- 58- 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: _ 1.PGS.TS Lê Mạnh Hùng

2 TS Dinh Anh Tuan

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, cơ quan và các ban bè đồng nghiệp, luận văn

thạc sỹ: "Nghiên cứu sat lở bờ sông do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cát

trên sông Hậu đoạn đi qua Thành Phố Long Xuyên và lựa chọn giải pháp báo vệ,phòng chống sat la” đã được hoàn thành

“Tác giả xin bày tỏ sự biết on sâu sắc đối với các thầy cô Khoa công trình,

Ban đào tạo Trường Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, giúp đỡ nhiệt tình trong

suốt quá trình học tập, trang bị những kiến thức mới nhất mới nhất và tiên tiếnnhất về khoa học kỹ thuật công trình thủy lợi, đồng thời giúp tôi thêm vững tin

hơn khi làm công tác nghiên cứu khoa học.

“Tác giả chân thành cảm ơn Viện Bơm và Thiết bị thủy lợi, đã giúp đỡ, tạo

điều kiện thuận lợi cho tú giả trong quá tình học tp và thực hiện luận văn

inh của PGS.

‘ac biệt xin chân thành cảm ơn sự hướng di

TS Lê Mạnh Hùng, TS Dinh Anh Tuấn - những người đã trực

„ giúp đỡ tận

chỉ bảo

những kiến thức khoa học trong suốt thời gian làm luận văn

Luận văn sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ về mọi mặt

của đồng nghiệp thuộc Bộ môn Đông Nam Bộ thuộc Phòng nghiên cứu công

trình trạm ~ Viện bơm và Thiết bị thủy lợi

Tác giả

Vai Trung Thành.

BAN CAM KET Vé ĐÈ TÀI LUẬN VĂN

Kính gửi: Ban giám hiệu trường Đại học Thu li

Khoa công trình, khoa Đào tạo Đại học và sau Đại học trường Đại học Thuỷ lợi

Bộ môn công nghệ và quản lý xây dựng trường Đại học Thuỷ lợi Tên tôi là: Vũ Trung Thành

"Ngày thing năm sinh: 18/08/ 1983

Học viên cao học lớp: CHI9C2I, trường Đại học Thuỷ lợi

Tôi viết bản cam kết này xin cam kết rằng để tài luận văn : Nghiên cứu sạf lờ

bờ sông đo ảnh lưỡng của các hoạt động khai thác cái trên sông Hậu đoạn đi

qua Thành Phố Long Xuyên và lựa chọn giải pháp bảo vệ, phòng chống sự lở”

là công tình nghiên cứu của cả nhân mình Tôi đã nghiêm túc đầu thời gian và

công sức dưới sự hướng dẫn của PGS TS Lê Mạnh Hùng va TS Binh Anh Tuấn

48 hoàn thành đ tải theo đồng quy định của nhà rường Nếu những điều cam kết

của tôi có ft ky điểm nào không đúng, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và cam

kết chịu những hình thức ky luật của nhà trường,

Hà Nội, ngày 27 tháng 11 năm 2015

'Cá nhân cam kết

Va Trung Thành.

MỞ ĐÀU

CHƯƠNG 1.

1.1 Các nghiên cứu trên thé giới 5

LLL "Nghiên cứu vé xói lở long sông và chỉnh trị song: 5

112 Nghién cứu về khai thác edt: 7

12 _ Các nghiên cứu trong nước, "

121 "Nghiên cứu động lực học dong sông: H

122 “Nghiên cứu khai thác cát 12

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIẢI PHÁP BẢO VỆ, PHONG

CHONG SAT LO BO SÔNG

2.1 Các giải pháp phòng chống x6i 6.

3 Tông hap các giải pháp phòng chống xi la

22 Khải quit một số giải pháp phòng chẳng xôi lở đã được ứng dụng lê

22 —- Lựachọnmôhinhtoán 21

321 Cơ sở lý thuyét mo hình Mike 2IEM 22

222 dy đụng mô hình Mike 21M khu vực nghiên cứu 26

321 Thực trang thai thác edt tinh An Giang 38

322 Thực trang Bhai thắc edt tại Khu vực nghiên cit 2

33 Diễniển long din đoạn sông Hậu khu vực TP Long Xuyên, 4

331 {Xu thé diễn biến sói 16 đoạn sông Hậu Khu vực nghiên ci 9

34 Nguyễn nhân gây x6i lở bờ sông Hậu khu vực thành phổ Long Xuyên 60

341 Sat lở do khai th cát 61

3.4.2 Sat lở do yếu tổ hình thái sông phân lach 62

343 ‘Sat libido Sing, 54

344 Sat lở do gia tôi quả mức lên mép bở sông 65 3.5 Kếtuậnchương3 66

41 cuất giải pháp chỉnh trị tổng thể phỏng chống xói lở sông Hậu khu vực.

thành phố Long Xuyên 6T

411 -Mue tiêu chỉnh trì or

412 "Đề suất cúc phương ân chỉnh tị os

413 Đánh giá các giải pháp chỉnh trị trên mồ hình ton 71

42 Thiết kể sơ bộ công trình bảo vệ bờ cho một đoạn sông 87

437 TỔ chức kiém tra, giảm sắt thực hiện quy hoạch 98

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ ”

1 Kết luận 99

2 Những tin tại trong quá tình thực hiện luận văn 100

3 Kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo 100

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2-1: Kết qua hiệu chính phân chia liu lượng thực do và tinh toán 30Bảng 3-1: Bảng số liệu về nhiệt độ và độ âm không khí năm 1995

“Bảng 3-2: Bang lượng mwa trung bình thắng(Nguồn VHKHTLMN)

Bang 3-3: Bang phân bố gió mùa hàng năm(Nguằn VAKHTLMN)

Bang 3-4: Bảng trị số các đặc trưng cơ lÿ' (Nguồn VHKHTLMN) 46

Bảng 3-5: Danh sách các đơn vị khai thác cát sông trên Khu vực nghiên cứu

4

an tắc khởi động bàn cát lồng dẫn nhánh phải

63

Bang 3-6: Kết quả tính toán

cit ao Ông Hồ- sông Hậu

Bang 4-1: Bảng tính toán phân chia lưu lượng hai nhánh của các phương én

73

Bang 4-2: Kết qué tink toán phân lưu với các phương án khai thác cát 80

Hình1.2~ Đường quan hệ lưu lượng và mite nước sông Loire ở thành phổ

Tours 9

Hinh1.3— Biển đổi cao độ lòng sông và mục nước trên xông Loire do bởi cms 9 Hinh1.4: Một số hoạt động khai thác cát trên các tuyển song 4

Hinh2.1 Sơ đồ các giải pháp phòng chồng xói lở [6] 7

Hình 2.2: Hệ thông lưới phi cẫu tric trong mô hình Mike 21EM 22

Hình 2.3.Lưới tính tóan của mô hình MIKE 21FM cho khu vực nghiên cứu 26

Hình 2.4- Địa hình lòng dẫn khu vực sông Hậu đoạn di qua thành phố Long

Xuyên[]} : : _ 27

“Hình 2.5- Biên lưu lượng thượng lưu được xác định bằng mô hình Mike 11 27

Hình 2.6- Biên mực nước ha lưu được xác định bằng mô hình Mike 11 28Hình 2.7- Vi trí quan trắc lưu lượng mực nước tháng 12 năm 2010 29

“Hình 2.8- So sánh lưu lượng tinh toán và thực đo tai LX-2 29 Hinh2,9- So sánh lu lượng tính toán và thực do tai LX-3 40 Hinh3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu _ : 31

Hinh3.2: Mặt cắt địa chất khu vực nghiên cứu(Nguồn VUKHTLMN) 35

Hình3.3 + Hoạt động khai thác cát trên sông Tiên khu vực Tân Châu 40 Hình 3.4 + Vi trí khai thác cát trên khu vực nghiên cứa 4

Hinh3.5 Sạt lở bờ Khu vực thành phố Long Xuyên 44Hinh3.6 Sat lở bở cit lao Phó Ba — khu vực thành phố Long Xuyên

Hình 3.7 He hỏng công trình kè Long Xuyên ~ An Giang(2005)

Hình 3.8 Bãi b

Hinh 3.9 Bai

lạch trải đoạn sông chảy qua thành phố Long Xuyên AS

suỗi cù lao Ông Hồ - thành phó Long Xuyên 45

“Hình 3.10.Mét số hình ảnh sat lở bờ sông Hậu 46

Hinh 3.11.Hiện trang kè khu vực Văn phòng Tỉnh ủy An Giang giáp rạch CẦu Mây 48 Hình 3.12.Kè Long Xuyên đoạn Hải Quản đến Rạch Long Xuyên được khởi công xây đựng ti năm 2002 (nh từ hạ lưu Sông Hậu) 4

Hinh3.13 - Diễn biển đường bờ sông Hậu, khu vue thành phố Long Xuyêngiai đoạn năm 1966 đến 2007 5Hinh3.14 Diễn biến tuyển lạch sâu nhánh trái sôngHậu khu vực cù lao Ong

Hinh3.28 ~ Diễn biến lòng dẫn tại mặt cắt số 13 ~ cuối đoạn sông phân lach

60

Hinh3.29 - Biểu dé vận tốc trung bình mặt cắt do ADCP nhánh phải tai Long

Xuyên “ Hình3.30 Nhà của xây cất, chất hàng hóa lấn ra long xông Hậu - Long Xuyên 65

Hinh4.1 Bổ tri các phương án công trình chỉnh tị 70

Hình 4.2 Phạm vi khai thác cát đoạn đầu nhánh trái kịch bản KTCI và KTC2

a Hình 4.3 Pham vi khai thác edt toàn bộ nhánh tái (KTC3) với

Hình 4.4, Đường quá trình vận tốc các phương án tai mặt cắt MC2 73Hình 4.5 Đường quá trình vận tốc các phương án tai mặt cắt MC8 74

Hinh 4.6 Trường dong chảy theo phương án công trình PAL 75 Hình 4.7 Trưởng dng chảy theo phương án công trình P42 76 Hinh4.8 Trường dong chảy theo phương án công trình PA 7 Hình 4.9 Trường dong cháy theo phương án công trình P44 son 77 Hinh4.10 Trường dong chảy theo kịch bản khai thác cáiKTC3 `

Hinh 4.11 Diễn biển hình thái kịch bản khai thác cát KTC3 83Hình 4.12 Diễn biển bồi, xói tai mặt cắt M3 85Hình 4.13 Diễn biển bôi, xói tại mặt cắt M6 85

Hình 4.14 Diễn biển bi, xói tại mặt cắt M8 86Hình 4.15 Diễn biển boi, xói tại mặt cắt MIO 86

Hinh 4.16 Giải pháp chỉnh trị dé xuất 87Hinh4.17 ~ Cắt ngang công trình ke Long Xuyên 89

MỞ ĐÀU

1 TÍNH CÁP THIẾT CỦA ĐÈ TÀI

Mekong là con sông có chiều đãi đăng thứ 12 th giới với chiều dài 4500 km,

xuất phát từ vùng núi cao tỉnh Thanh Hải (Trung Quốc), chảy qua Tây Tạng, theo

suốt chiều dij tính Vân Nam rồi chảy qua các nước Myanmar, Thai Lan, Lào, Campuchia trước khi vào Việt Nam Trên lãnh thổ Việt Nam sông Mekong được

gọi là sông Cửu Long với chiều dài khoảng 250 km tính từ biên giới Việt Nam —

Campuchia tới biển Đông

Dong sông là nguồn sống của khoảng 60 triệu người dân các nước nằm ở hạ.

nguồn như: Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam Phin lớn họ sống nhờ vào

nguồn tài nguyên thiên nhiên: tôm, cá và đựa vào nước, phù sa để trồng lúa, cây trấ và hoa màu Dong sông còn à trục giao thông chính của toàn khu vực nó chảy

«qua, Với 1.245 loại cá, Mekong là sông có nhiều tôm cí thứ nhì thé giới sau sôngAmazon ở Nam Mỹ Có nhiều loại cá quý hiếm như cá bông lau không lồ nặng đến

300 kg và cá heo sống ở nước ngọt Hàng năm có đến 1.8 triệu tấn cá đánh được ở

các quốc gia hạ nguồn [9]

Trà lãnh thổ Việt Nam, sông Mekong chia thành hai nhánh là sông Tiễn và

sông Hậu, dé ra biển bằng 9 cửa nên còn có tên gọi là sông Cứu Long Sông Tiền

cửa Cung Hẳu và

đổ m các cia: của Dại, cửa Tiêu, cửa Hàm Luông, cửa Cổ C

cửa Ba Lai, Sông Hận đỗ ra biển qua ba cửarcửa Dinh An, cửa Trin ĐỂ và cửa BaSắc (Cửa Ba sic trên sông Hu đã bị bồi lấp và cửa Ba Lai trên sông Tiên nay đã bị

chăn bởi hệ thống cống đập ngăn nước mặn từ biển chảy vào).

Sông Cửu Long là con sông đã mang lại phù sa bồi đấp cho vùng đồng bing

‘Tay Nam Bộ của Việt Nam, vì thé vùng đất này còn gọi là Đồng bằng Sông CửuLong (ĐBSCL) Day là vựa lúa lớn nhất của cả nước, đồng thời nổi tiếng với nhiềuloại trái cây đặc sản như: sầu riêng, măng cụt, bud, cam

Sông Cửu Long là nguồn cung cấp nước phục vụ sinh hoại, công nông nghiệp:

tuyển tiêu thoát lũ chính đồng thời là mạng lưới giao thông thủy quan trọng; nơi

Bên cạnh những lợi ich to lớn mã sông Cửu Long đã mang lại là những tai họa ông nhỏ do chính nó gây ra, như: tình trạng 10 lụt, xâm nhập mặn, chua phèn

Em bin, nh trang sat Io ba, bồi lắng lồng dẫn sông rạch vv

“Trong đó tỉnh trạng sat ờ bờ, bồi lắng lòng dẫn sông Cửu Long dang là hiện

tượng gây bức xúc, làm xôn xao dư luận trong những năm gin đây Sat lở bo, bồiling lòng dẫn đã và đang gây ra những tên thất it lớn, là mốt de doa nghiém trọng

đến tính mạng, tài sản của nhà nước và nhân dân vùng ven sông, gây mắt én định.

khu dân cư, ảnh hưởng đến quy hoạch phát triển dân sinh, kinh Ẻ, xã hội, moi

trường vùng BBS

Những tổn thất do xói lờ bờ ng đã xây ra ở DBSCL trong những thập ni

«qua là rit nặng nÈ Với s liệu thống kế chưa đầy đủ đã có[l

*_32 người bị thiệt mang và mắt tích;

+ 05 dy phố bị đỗ xuống sông:

+ 06 làng bị xóa sở trên 2200 căn hộ bị sụp đỗ và buộc phải di đồi;

*- Nhiễu cầu, đường giao thông, bến pha và nhiều trụ sở cơ quan, bệnh viện trường học, cơ sở kinh tế, công trình kiến trúc, công trình văn hóa, cơ sở

hạ tng bị sụp đồ xuống sony

‘© Một thi xã tinh ly phải di dời di nơi khác (Sa Đức):

‘= Hiện nay 01 thành phổ, 02 thị xã, 04 thi erin dang trong tình trạng xói lở mạnh;

tuyển giao thông thủy quốc tế sang Campuchia đã bị bồi nhiều đoạn dẫn

tới hiện tượng tàu vận tải mắc cạn, thậm chí nhiễu thắng mia khô đường

thủy không được thông thương Cita sông Định An là cửa ngõ t)

thông thủy vào cảng Cin Thơ bị bồi King nghiêm trong gây nên thiệt

hại hing năm do phái nạo vét luỗng lạch lên đến hàng chục tỷ đồng;

+ Hiện tượng bồi lắng hệ thing sông ở ĐBSCL mấy năm gin đây đã phin

nào ảnh hưởng tới khả năng thoát lũ, tăng đỉnh lũ, kéo dài thời gian ngập Int

rong số các tỉnh ở ĐBSCL, An Giang là một trong những địa phương được

xem là điểm nóng về sa lờ bờ song và bồi king làng dẫn Qua các tà iệu thống kê

của các cơ quan chức năng cho thấy toàn tỉnh có: 40 vị tí xảy ra sat lở bờ, trong đồ

các đoạn sông có tốc độ sot lở mạnh, gây nên những thiết hại nặng né là sông Tiền

đoạn chiy qua thị tấn Tân Châu s ng Vàm N 10 thuộc huyện Chợ Mới và sông

Hậu đoạn chảy qua thành phố Long Xuyên.

Thiệt hpi do sat lở bờ và bai lắng lòng dẫn sông Cứu Long gây ra ở An

Giang là rit nặng nề Theo số liệu của Sở Tài nguyên - Môi trường và Ban chỉ huy

Phòng ching lụt bio và tim kiếm cứu nạn tinh An Giang, hàng năm có trên 37 triệu

i đắt bị cuốn xuống đồng

trong năm 2011 toàn tinh có 66.850 mỄ

sông, ước tính thiệt hại trên 16 tỷ đồng Chỉ tính riêng

lên tích đất bị sat lở: 7 căn nhà bị sập

xuống sông, 628 hộ phải di dồi, 322 hộ dang nằm trong vùng có th bị sat lở sẽ phải

di dồi, Ước tính thiệt hại khoảng 67.3 tỷ đồng Đối với vấn để bdi lắng lòng dẫn

xông chưa có những số liệu thống kẻ đánh giá cụ thé, nhưng những thiệt hại do hiện tượng này gây ra có thể nhận thấy như: làm chậm quá trình tiêu thoát lũ, gây ding ngập cao hơn, cản trở đến giao thông thủy, làm thay đổi chế độ dòng chảy gây x6i

lở cho khu vực khác wv.

Hiện tượng sat lở bi sông lòng dẫn sông trên địa bàn tỉnh An Giang nói

chung và khu vục thành phố Long Xuyên nói riêng đã, dang và sẽ còn gây nên những thiệt hại to lớn về tính mạng, tà sản của nhà nước và nhân dân, là lực cản

đến tin trình phát iển kinh tẾxã hội của khu vực Do đỏ cin phải có những nghiên

cứu đánh giá được xu thé diễn biến, xác định rõ nguyên nhân, trên cơ sở đó đề xuất

fe giải pháp phòng trắnh giảm nhẹ thiệt hại do sạt lở bờ, bồi ing lòng dẫn sông

gây ra Đây cùng chính là sự cần thị sửa việc thực hiện để tài “Nghiên ex sat lỡ

bờ sông do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác cất trên sông Hậu dogn di

qua Thành Phổ Long Xuyên và lựa chọn gi pháp bảo vệ, phòng chồng sự lo”

= Lim rõ được nguyên nhân gây xói lở, bồi lắng đoạn sông Hậu khu vực

thành phổ Long Xuyên.

~_ Nghiên cửu đề xuất các giải pháp bảo vệ và phòng chống sat lỡ bờ sông

= Phan tich, lựa chon giải pháp phù hợp với đoạn sông nghiên cứu

3 CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU

„qua việc điều tra, khảo sát, đo đạc những diễn biến

đang xây ra trong khu vực nghiên cứu và khu vực khác tương tự.

~ _ Tiếp cận từ nguồn ex thức khoa học, thông tin trên m sách, kết quả các đề ti, dự án, phỏng vấn người dân sống lâu năm tại khu vực ng

Phương pháp nghiên cứu

~ Điền tra, thu nhận cập nhật cóc thông tin thường xuyên t địa phương

~ _ KẾ thừa những kết quả nghiên cứu từ những để tải, dự án trước đây có.

liên quan đến nội dung nghiên cứu của

= Mô phỏng các quá tình thủy động lực va din biển hình thái sông bing

toán (Mike 21)

4 KET QUA ĐẠT ĐƯỢC

~ Xtc định được nguyên nhân gây xói lở, bồi lắng sông Hu khu vực thành

HƯƠNG 1 TÔNG QUAN VE VẤN ĐÈ NGHIÊN COU

1.1 Các nghiên cứu trên thé giới

LLL Nghiên cứu vềxái lở lòng sông và chink trị sông:

Những nghiên cứu liên quan tới vin đề x6i lở bờ sông, bồi lắng lòng dẫn như: xắc định rỡ nguyên nhân, cơ chế, xác định quy luật diễn biến lòng dẫn, nghiên

cứu đề xuất các giải pháp phòng chống giảm nhẹ thiệt hại do xói l bờ, bồi lắngTong dẫn gây ra, đều là các tĩnh vực khoa học liên quan tới động lục học đồng sông,

chuyên động bùn cất và chỉnh tị sông.

“rên thể giới Khoa học về động lực dòng sông, được phát triển mạnh trong,

nửa thể ky thứ XIX ở các nước Âu Mỹ Những nghiên cứu của các nhà khoa học

Pháp như Du Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint - Venant về dong không,

ấn định, L Fargue v hình thi sông uén khúc vin giữ nguyên giá tị sử dụng cho

đến ngày nay

'Vào những năm đầu thé ky XX, với những đóng góp lớn của các nhà khoa.

học Xô Viet, những tên tudi gắn iễn với các thành tru khoa học lớn là Lotchin V.M

về tinh ổn định của lòng sông: của Bemadski NM về chuyển động hai chiều của

: của Velikanôp M.A., trình diễn biến lòng

lòng thứ c;

sng của Gntrardp V.N và Lêvi LL, về chuyển động bin các, của Altunin $7, của Grisanin K.B., của Kariukin S.N, v8 chính trị sông v.v Chính tong thời gian đồ

đã nổ ra những cuộc tranh luận gay git giã lý thuyết khuếch tin và lý thuyết trong

Ie, giữa hai trường phái ngược nhau khi đánh giá tốn thất năng lượng trong dòng chảy có và không mang bùn cát, giữa các chi tiêu khởi động của bùn cát và giữa các

chỉ tiên ổn định của lòng dẫn Tham gia gián tiếp vào các cuộc tranh luận đó, từ

những năm 50 đến giữa những năm 60, có các nhà khoa học Trung Quốc như

Trương Thụy Cân, Tiền Ninh, Tạ Giám Hoành, Đậu Quốc Nhân, Sa Ngọc Thanh

vay Trong thời gian này, ở Tây Âu có những công tình vé chuyển động bin cất

của E, Meyer Peter và Muller; về hình thái lòng sông ổn định có các nhà khoa học Anh Kennedy RG., Lindley B.S và Li ey G với "Lý thuyết chế độ" (Regime

“Từ những năm 60 thé ky XX đến nay, do ứng dụng những tiến bộ khoa hoe

thuật và đặc biệt là những tiến bộ trong kỹ thuật tinh toán, động lực bọc don

sông có những bước phát triển mới, sâu sắc trong việc hoàn thiện mô hình hoá cáchiện tượng thủy lục phúc tạp Một số mô hình tan, mô phỏng dòng chảy một chiêu1D, hai chiều 2D, mồ phòng quá tình diễn bién lòng dẫn như Mike 11, Mike 21 vàMike 21C cho kết quả tính téan dong chảy dự báo bid

xác Về nghiên cứu thực địa đã có những thiết bị đo đạc hiện đại, nhanh chóng,

chính sác Có thể nhân được trường vận tốc dòng chảy ở độ sâu khác nhau, có ứ

xác định được độ sâu lòng dẫn cing với tọa độ địa lý mong muỗn Đã tha được kết

«qua khả quan trong việc ứng dung kỹ thuật hiện đại Khảo sit đường dicta hạt bùn

cất bằng chất đồng vị phóng xạ khi nghiên cứu bồi ling long dẫn ti các vùng cửa

sông, Nghị

bậc đã thực hiện được những tiêu chuẩn tương tự khó, trên cơ sở xây dựng mô hình.

cứu biến hình lòng dẫn trên mô hình vật lý đã có những tiến bộ vượt

lòng động với các chất liệu mô phỏng bin cát đầy, bùn cát lơ lửng bằng vat liệu mới đảm bảo độ chính xác cao Ngdai ra rong mẫy thập niên gin đây các nha khoa học

4a ứng dụng GIS vào việc nghiên cứu dự báo biển hình ngang lòng dẫn

Bên cạnh những tên tuổi mới xuất hiện như Cunge J.A (Pháp), Borgadi J.L

(Hungari), Hãncu Simion (Rumani), Mamak W (Ba lan), Grisanihin KV (Liên

X6) v.v đã xuất hiện những công trình của tập thé tác gid hoặc tên của một cơ

quan nghiên cứu như Bureau of Reclamation (Mỹ), SOGREAN (Pháp), VNIG (Liên Xô), DELFT (Ha Lan), DHI (Dan Mạch), Ð H Vũ Hán (Trung Quốc).

VỀ công trình chỉnh tr sông đã cổ bước tiễn khí ấn tượng trong những năm

gần đây, đặc biệt vào thời kỳ công nghệ mới vật liệu mới phát trién, những công

1.12 Nghiền cứu về khái thác cát:

Trên thé giới cũng như ở Việt Nam, cát là một loại vật liệu quan trọng được

sử dung nhiều trong xây dưng, san nén, gia cổ nền móng trên nén dắt yếu Nhu

cầu sử dụng cát là rit lớn, đặc biệt trong những năm gần đây tốc độ đô thị hóa gia

ng đồi hỏi kh

cát lộ thiên, từ các bãi bid

lượng cát khai thác càng lớn Cát thường được khai thác từ các mỏ

nạo vết từ lòng sông, subi

Trên thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển đang diễn ra hết sức phứctạp chủ yếu do chưa có quy hoạch khả năng quản lý còn nhiễu bắt cập, ý thức củacông đồng còn kém Ngoài một số nước có các mỏ cát lộ thiên, việc khai th

chủ yếu diễn ra trên các hệ thống sông suối

Khai thác cát là một trong những nguyên nhân trực tiếp gây ra x6i lở bở sông,

làm biến đổi lòng din, hạ thấp mực nước sông, suối gây ảnh hưởng tới các công,

trình trên tuyển Khai thác cát cũng là một trong số những nguyên nhân anh hưởng tới hệ sinh thái ví dụ như rùa biển thường vào những bãi cát để làm tổ, khai thác cát

Garial ở An Độ

làm cho cá s in đến tuyệt chủng Xáo trộn của cát đưới nước khỉ Khai thác sẽ làm tăng độ đực trong nước có hại ho các sinh vật cn ánh sáng mặt tri Khai thie cát cũng làm ảnh hướng tới ngành thủy sản gây ảnh hưởng ới sinh

KẾ của ngư din Khai thác cét được quy định bởi pháp luật ở nhiều nơi nhưng tình

trạng khai thie eat bất hợp pháp vẫn lien tục xảy ra

“Những tác động bắt lợi của việc khai thắc cát

Dòng sông Loire là một con sông dài nhất của Pháp, còn lưu giữ được nhiều

nét tự nhiên nhất Nghiên cứu được thực hiện bai Sở Thủy lực Trung tâm Pháp vào

năm 1994 Đã thu thập số liệu về địa hình lòng sông, về quan hệ mực nước vả lưu.

lượng của 50 tram thủy văn, trên 450 Km chiều dii sông, nằm giữa Alir và Acenis, như trên Hình1.!

đồng đều dọc theo sông, thường lớn nhất ở gần các thành phổ lớn: Ở Orlean hạ thấp

1.50 m, ở Tours 2,00 m và Ancenis trên 3,00 m Giá cat phụ thuộc chủ yêu vào chỉ

phí vận chuyển, nhu cầu xây dựng ở các khu đô thị rất lớn, nên thường khai thác cát

tập trùng vio đoạn sông gần đô thị Hink/.2 là đường quan hệ lưu lượng và mựcnước sông đoạn chảy qua thành phố Tours Quan sát hình 1.2 cho thấy, nếu xét vớimột lưu lượng dong chảy Q, vio năm 1970 mye nước song cao hơn rit nhiều so vớinăm 1975 và 1977, điễu này dẫn tới hiệu quả thấp, thm chí là không còn khả nănglấy nước của các công trình lẫy nước xây đựng dọc song Diều gì đã dẫn tới nhtrạng hạ thấp mực nước đọc song như vậy? Đồ là tỉnh trạng hạ thấp cao trình đáy,

mà trong đồ khai thác cát quá mức là một trong những nguyên nhân chính Hinh 1.3

cho chúng ta thấy mức độ biển đổi cao độ lòng sông Loire từ năm 1900 đền 1990

Hinh1.3- Biến đối cao độ lòng sông và mực nước trên sông Loire do bởi CMBTại Trung Quốc: Hậu quả không tốt xây ra do nh trang khai thác cát quá

mức, không có quy hoạch trên sông Yangtze, là một thí dụ điễn hình Khai thác cất

trên sông Yangtze bắt đầu từ đầu những năm 1970, trên cả chiễu dài sông Quy mô,khi lượng, tốc độ khai thác cất trên sông gắn in vớ tốc độ phát triển đô thị hóa

của khu vực Vi thu được lợi nhuận cao nên nhiễu công ty kha the cát hợp pháp và

bit hợp pháp thi nhau ci én kỹ thuật mưa sắm trang thiết bị với công suất lớn đến

500 v/s

Tinh đến năm 2000, số

0, với hơn 800 đơn vị khai thác lớn, nhỏ, Tình trạng khai thác cát trên sông đã hết

Khai thác cát trên sông Yangtze đã vượt con số

"khả năng kiểm soát của chính quyển địa phương, hậu quả dem lại là: nhiều đoạn đẻchống lũ vũng cia sông bi đỗ be, gây hit hi hàng trãm triệu USD, đặt các vùngđất thấp phía bạ du vào nh trang nguy hiểm [13]

“Củng với những thiệt hai kin do ngập lũ, do sat lở bờ sông vi lòng dẫn diễn

biển xói bồi bắt quy luật, là những vấn để xã hội rất bức xúc dim ra thường xuyênnhư tranh chấp vị trí khai thác, cạnh tranh thị trường, tai nạn giao thông thủy v

Trước tình trạng phức tạp đó, chính phủ Trung Quốc đã phải ban hành lệnh cắm

khai thác cát đưới mọi hình thức trên sông Yangtze trong vòng 3 năm kể tử năm

2001 Nhưng giải pháp ngưng khai thác cát trên sông không phải là giải pháp tối wu

vi đã diy giá cát lên mức không thể chấp nhận được, một số lượng lớn người laođộng bi mắt việc, nhiều máy móc thiết bịbị hư hỏng theo thời gian cản tr tốc độ

phát triển kinh t xã hội khu vực v.v

Một điển hình khá lâu quả không như mong muốn của việc khai thác cát

trên sông, dé la những gì đã xây ra trên 50 km chiều dài lòng sông Nilwala, miễn

Nam Sri Lanka [11] Có thé nói đọc theo chiêt

một vùng mỏ khai thác cát với hàng trăm phương tiện thiết bị máy móc Thực trang

đài sông cứ trung bình 3 - 4 km có

khai thác cát không có quy hoạch, khai thác quá mức trên sông đã gây ra nhiều vấn.

<8 môi trường như: Xôi lờ bờ sông làm nhiều nhà cửa, cầu cổng, công tình kiến

trúc lâu đời bên sông bị dòng nước cuốn di, gia tăng xâm nhập mặn, gây ô nhiễm

mỗi trường nước, ác động bất lợi đến hệ sinh thi sông (Dulmini, 2009) Để giảiquyết những vin đề bức xúc về môi trường dang din ra trên sông Nibvala, chínhphủ Sri Lanka đã phải ban quyết định hành cắm hoàn toàn việc khai thác cát trên.sông Đây lạ là một quyết định bị động, thiểu tính khả thi v rất khó thực hiện, do

yêu cầu phát triển đất nước.

“Trên bước đường xây dựng và phat iển đất nước có th chỉ ra hàng loạt các

quốc gia trên thể giới đặc biệt là những quốc gia dang và chậm phát triển đều gặp

phải những mâu thuẫn chưa thé giải quyết giữa lợi ích và những thiệt hại về kinh tế,

i, mỗi tường do khai thác cát gây ra như Ấn D9, Malaysia Thi Lan, Lào

v.v Về việc khai thắc cát sông không được kiểm soát đã de dọa An Độ, cát sông là

‘quan trọng cho phúc lợi của con người Sông đài thứ hai Bharathappuzha của An

"Độ đã trở thas một nạn nhân của sự khai thác cát bừa bãi Các tạp chí An Độ cùng

nhau gin diy bảo cáo, "Mặc dù rất nhiều điều cắm và các quy định, kha thác cát

vẫn tiếp tục phát triển nhanh chóng trên lòng sông của Bharathapuzha này Mực

nước ngằm đã giảm đáng kể, và một vùng đắt một thời được biết đến với thu hoạch

Ia dồi dào của nó bây giờ phải đối mặt với sự khan hiểm nước Trong các làng và

thị trấn bên sông, mức nước ngầm đã giảm mạnh, giếng nước gin như quanh năm

khô” Những lòng sông không được kiểm soát việc khai thác cát trong thập kỷ qua đã làm thiếu hụt nguồn nước uống cho khoảng 700.000 người tại 175 làng mạc và

một số thị trấn

1⁄2 Các nghiên cứu trong nước.

1.2.1 Nghiên cứu động lực học dòng sông:

© Việt Nam, nghiên cứu động lực học ding sông được bắt đầu vào cuối

những năm 60 thé ky trước với các công tinh phòng chống lũ lục giao thông thủy

và chống bồi king cửa ấy nước tưới ruộng trên các sông miễn Bắc Các nghiên cứu

ban đầu thường được tiến hành trong các phòng thí nghiệm của Viện Khoa học

“Thủy lợi, Viện Thiết kế Giao thông Vận tải, Trường Đại học Xây dựng, Trường Đại

học Thủy lợi Cách diy vai chục năm, các nghiên cứu rên m6 hình toán mới được phát triển, với sự tham gia của các nhà khoa học thuộc Viện Cơ học Việt Nam, Viện

ki í tượng Thủy văn Những vin để của động lực học đồng sông và chỉnh trị sông

cũng được đưa vào đề tải trong các chương trình trong điểm cắp nhà nud

Những nghiên cứu về dòng chảy sông ngòi, nổi bật có các công trình vềchuyển động không én định của Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Cảnh Cằm, Nguyễn

Nhu Khué, Nguyễn Ân Niên, Lương Phương Hậu và sau này là Nguyễn Văn Điệp,

“Trịnh Quang Hoà, Nguyễn Tắt Đắc, Những nghiên cứu về chuyển động bùn cát có

tình của Lưu Công Đào, Vi Văn Vi, Hoài Hữu Văn, Võ Phán.

nhiều công tình nghịdiễn biến long sông và chỉnh tr sông Các vẫn đề của các sông ving động bằng Bắc

bộ xuất hiện nhiều trong các nghiên cứu của Vũ Tắt Uy

Trinh Việt An, Trin Dinh Hợi, Tôn Thất Vĩnh,

đề của các sông vùng ĐBSCL được Lê Ngọc Bích,

„ Lương Phương Hậu,

Nguyên Văn Toán, Trần Xuân Thí

Nguyễn Văn Phúc, Các

48 sông ngồi miễn Trung có các nel ứu của Ngõ Dinh Tuấn, Đỗ Tắt Tức,

Nguyễn Bá Quỷ, Lương Phuong Hậu, Trịnh Việt An, Nguyễn Văn Tuần.

Hiện nay, nhà nước đang đi tur các cơ sở nghiên cứu thí nghiệm chuyên sâu

như phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực sông biển, phòng thí nghiệm

phòng chéng thiên tai Hoà Lạc, phòng thí nghiệm Động lực và Chỉnh trị sông của

Viện Khoa học Thủy lợi miễn Nam, ti Bình Dương vv VỀ nhân lực, một lực

lượng cán bộ Khoa học trẻ được đào tạo trong nước và ngoài nước, đã nắm bắt được

một số thành tựu khoa học công nghệ tên tiền trên thé giới, chắc chẩn sẽ có những

đồng g6p tich cực cho sự phát tiễn ngành khoa học động lục học dong sông và chỉnh trị sông ở nước ta

‘Doan sông Hậu ~ khu vực thành ph Long Xuyên trong những năm trước đã cónhững dự án, đề tải, điều tra cơ bản như dé tài cấp nhà nước KC.08.L5 năm 2004,(Lê Mạnh Hùng & nnk) “Nghiên cứu dự báo xi lở, bồi lắng long dẫn và đề xuất

các biện pháp phòng chẳng cho hệ thẳng sông ở Đẳng bằng sông Cửu Long”,Viện

KHTL miễn Nam, DE đã sơ bộ xác định nguyên nhân x6i bai và bước đầu đưa ragiải pháp chỉnh tị cho đoạn sông Hậu khu vực Long Xuyên Thiết kế "Công trình

\y dựng năm 2004-2005; Điều tra cơ bản

thường xuyên, (Lê Thanh Chương) * Bo đạc giảm sit diễn biến sạtl, bat lấp long

Kè thành phố Long Xuyên " được

din sông Cửu Long ( Từ Sa Đéc đến biên giới Việt Nam ~ Campuchia)", đã thực hiện đo đạc giám sit diễn biến ling dẫn khu vực nghiên cứu năm 2007 và 2010.

Điều tr cơ bản năm 2009, ( Dinh Công Sản) “Didu tra dinh gid các công trình

1.22 Nghiên cứu khai thác cá

Nước ta mô cát trên cạn không nhiễu, nhưng nhủ cu sử dụng cát làm vật liệu

xây dựng, tôn nền, gia cổ nên móng cho các công tình xây dựng rên nên đất mễm

you rất lớn, vì thể hàng năm trên hệ thống sông subi của cả nước, hằng trăm triệu

mỶ cát vẫn được khai thác Đặc biệt trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa giatăng trên phạm vi cả nước, đôi hỏi khối lượng cát khai thác trên hộ thống sông subi

cất (khối lượng, quy mô, vịt, thời gian, quy tình, kỹ thuật khai thi);

Chưa phân định rõ trích nhiệm quản lý khai thác giữa các sơ quan cấp trung ương và địa phương:

= Cơ chế chính sách quản lý, chế

chưa diy đủ, không thing nhất rên cả nước

i thuréng phạt tong hoạt động khai thác cát

~ Ý thức tự giác của cộng đồng bảo đảm quyền lợi chung của tập thể, của quốc.gia còn kém, chính vì vậy, nh trạng khai thắc cát bừa bãi trên hệ thống sông suối cảnước, với đủ các loại phương tiện thô sơ, hiện dai, tự chế, tự cải tiến v.v nhằm tậntha đến mức tối đa nguồn tài nguyên “ời cho" sông mà không nghĩ tới những hậu quả xấu xây ra

_— memKhai thác cất trên sng Tiền Khai thác cắt trên sông Tiên

Âu vực Tân Châu Phía dưới cầu Mỹ Thuân

Hình] -4: Một so hoạt động khai thác cát trên các tuyển sông

Hoạt động khai thác cát tri pháp trên sông Hỗng đã trổ thành vẫn nạn, nhiễuđịa phương và các cơ quan chức năng đã cố gắng rit nhiễu nhưng vẫn chưa giải

quyết đứt điểm được nan “cát tặc” Hậu quả của việc khai thác cát không có tổ chức.

trên sông Hồng đã tạo ra nhiều hỗ xói sâu, ghẳnh can, thậm chí còn tạo ra những

ch lớn sát chân dé, tạo ra những xoáy nước lớn, mach động lưu tốc cao, gây

mắt ổn định lòng dẫn, mắt én định dé mà hàng năm nhà nước và các chính quyềndia phương phải tốn phi hing trim tỷ đồng để duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa nhữngđoạn để xung yếu Bên cạnh đó là vin đề xã hội cần phải giải quyết, mắt trật tựtrong những phi vụ tranh chấp mỏ, tranh chấp bãi, thương li, căn tở giao thông

thủy, bộ tại các khu vực

tự trên sông Mã, sông Chu, sông Trà Khúc, sông Thu Bổn, sông Dinh, sông Đồng, Nai

äi cất hai bên bở v.v Tình trang này cũng xảy ra tương,

i Gòn vv Đặc tiên hệ thẳng sông Cứu Long, trữ lượng cát không

nhiều, chất lượng cát không tốt nhưng nhu cầu cần khai thác rất lớn.

6 DBSCL, cát làm vật liệu xây dựng và san lắp nén có một nhu cầu rit

lớn Khoảng tir năm 2004 trở lại đây, hoạt động khai thác cát trên sông Cửu Long,

ra rất phúc tạp Theo kết quá điều tra cho thấy, hiện nay có hing ngàn phương

tiện khai thie cất lớn nhỏ hoạt động củ ngây lẫn đêm Trong đồ chỉ cổ 58 18 chức

được các địa phương cắp giấy phép khai thác, với hơn 100 phương tiện khai thác, số.còn lạ là khai thắc tri phép Trong số 58 tổ chức được php khai thác cát trên sông

Cửu Long, thi phần lớn là thực hiện không đúng với giấy phép quy định, vượt khối lượng, sai vị tí, không đảm bảo kích thước quy định v.v Hậu qué cia hoại động Khai thác cất tái phép trên sông Cửu Long không chỉ là nguyên nhân gây ra sat lỡ

bờ sông, bồi lắng lòng dẫn làm giảm khả năng thoát lũ ma còn gia tăng bôi lắng tại

vị tí cửa các công trình thủy lợi, làm gia tăng xâm nhập mặn vào trong nội đồng,

tác động không tốt tới môi trường tự nhiên đọc chiều dài sông

“rước những hạn chế của hoạt động khai thác cất gây ra cho mỗi trường tự

6 nước ta trong những năm qua, các bộ, ngành, địa phương đã cho

tiến hành một số nghiên cứu nhằm để xuất các giải pháp giảm thiên mặt bắt lợi, phátbuy mặt lợi Tuy vay những nghiên cứu trước đây chí iến hình trên phạm vỉ hẹp,cho từng đoạn sông và kết quả nhận được cũng chưa đạt được độ chính xác cao.Nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Bá Quỷ, Đánh giá tidm năng cất trên sông Hỗng

đoạn chảy qua Hà Noi, GS.TS Vũ Chỉ Hiểu, Báo cáo kết quả thăm dò cát long

sông Đông Nai doan từ Tân Uyên đến Cát Lái, Báo cáo kết quả thăm dé cát ling

giá tác động môi trường trong và sau khi khai thác cát được thực hiện tại một số m3

cất lớn trên sông Cửu Long như: Tân Châu, Mỹ wn, Vĩnh Long v3 chỉ phân

ih đánh giã mang tính định tính, chủ quan, chưa đã cơ sở Khoa học, mặt khác những nhận định này chỉ thực hiện cho một đoạn sông (cục bộ) vì thế mọi thay đổi

nhỏ của vùng thượng, hạ nguồn đều ảnh hưởng tới kết quả đã đưa ra Mặc đù khaithác cất là một trong những nguyên nhân gây ra ạt lở bở sông nhưng đến nay chưa

có nghiên cứu nào đi sâu về vấn dé này Trong những năm gần đây có một vàinghiên cứu về vẫn đề này nhưng cing chỉ dừng ở một khu vực, iêu biễu là ng

cin của PGS TS Li Mạnh Hùng về ứng dụng mô hình tổan 2D mô phỏng một số

kịch bản khai thấc cát gây ảnh hưởng tới ch độ lòng dẫn và đồng chảy trên sông

Tiền, khu vực Tân Châu.

CHUONG 2 CƠSỞ LÝ THUYẾT GIẢI PHÁP BAO VỆ, PHONG

CHÓNG SẠT LỠ BO SÔNG

2.1.1 Tang hop các giải pháp phòng chẳng xói lỡ

“Xối lỡ ba sông là một hiện tượng tự nhiên gắn liền với quá trình vận động vàphát triển của sông Xói lở bờ sông xảy ra do nhiều nguyên nhân và nhân tổ ảnh

‘hung Nhưng nói chung phụ thuộc vào khả năng gây xói lỡ của dòng nước và sức

chịu đựng của lòng dẫn dưới tác động của ding nước và các tác động khác tử bên

ngoài, Xói lở bở, lòng dẫn gây ra thiệt hại nặng né về cơ sở vật chất, nhà cửa, vườntược thâm chí uy hig

chế thiệt hại do xói lỡ gây ra, giải pháp trệt để là ngăn chặn những nguyên nhân

gây ra xối lỡ, tức à ầm ra giải php làm giảm nhỏ khả năng gây xói của dng nước

đến tính mạng của những người din sống ven ba ĐỂ hạn

‘va tìm biện pháp tăng cường khả năng kháng cự của bờ sông.

.Các giải pháp phòng chóng x6i lở được chia thành hai nhóm chính : Nhóm.

giải pháp phi công trình và nhóm giải pháp công trình được thể hiện trong sơ đồ sau

đây

Hình?.L Sơ đồ các giải pháp phòng chẳng sói lở [6]

những đoạn sông khác nhau, vào các thời diém khác nhau rất khác nhau, bởi vậy

ii pháp giảm nhẹ thiệt hại do hiện trợng x6i lỡ bờ sông cho tùng v r, từng khu vực phải có ết đặc trưng riêng Khi & chọn giải pháp, phương an cho từng vị tí, từng khu vực cụ thể cần xem xét một cách tòan diện về điều kiện tự nhiên và các

giải pháp, các phương án, xem xét đặc tính kỹ thuật cùng khả năng áp dụng từ đó

mới có thể chọn được giải pháp phù hợp nhất, đem lại hiệu quả cao nhất

~ _ Giải pháp ngăn ngừa điều kiện phát sinh xói 16

Giải pháp này ngăn ngừa trước khả năng phát sinh ra dong chảy có vận tốc lớn, ngăn ngửa sóng tàu thuyền và gia tải quá nặng làm khối đắt bờ bị phá vor

cấu, là điều đầu tiên phát sinh xói 16 bờ Giải pháp ngăn ngừa những tác

động bắt lợi của đồng chảy do lũ tập trung nhanh, vận tốc dong chảy lớn tạo khả

¡lòng đã

in hành trên vùng thượng nguệ

năng phát sinh lũ quết và x6i Giải pháp ngăn ngừa tác động bắt lợi của đồng chảy được, lưu vực thông qua vi c trang cây

phù xanh đồi rg, xây dụng hỗ chứa trên thượng nguồn Phạm vi ứng đụng ở nhữn

ưa ye sông có điều kiện tự nhiệ cho phép và phải được sự đồng ý của các qui gia có sông chảy qua

Giải pháp ngăn ngừa rước tác động bắt lợi của sóng tầu thuyền, của tinh

trạng gia tai quá mức lên mép bờ sông phải được tiến hành thông qua việc quyhoạch tuyển luỗng giao thông thủy, phạm vi xây dựng nhà cửa, cơ sở hạ ng bênmép bờ sông, Để phát huy các giải pháp nêu trên được diy đủ khả năng của nó cần

tuyên truyền, nang cao nhận thức người din để họ có ý thức thực hiện và bảo vệ

các nguyên tắc cơ bản đã được đặt ra

= Giải pháp tránh né, di dồi nhà cửa, co sở vật chit khỏi các khu vực có

lai, cần phải xây đựng ở nơi an tòan, cách xa khu vue có khả năng xây ra xói lở ba

Với các cơ sở hạ ting, nhà cửa đang nằm trong khu vục có khả năng xói lở edn

.được nghiên cứu xem xết di dai đi nơi khác trước khi xây ra sat I

“Giải pháp này muốn thục hiện có hiệu quả edn phải có những dự bảo kịp thời

‘ những vị tí có khả năng xảy ra sat lở để có kể hoạch di đời kịp lúc giảm nhẹ nhất

những thiệt hại do sat lot gây ra

~ Giải pháp bị đông chống xói lở bờ sông,

Giải pháp bị động chẳng xí lỡ bờ sông, là giải pháp chỉ tác động vào lòng

bờ, nhằm giữ ôn định bở khỏi tác động xâm thực.

„là giải pháp công trình gia

“của đồng chảy, của sóng, của nước ngằm và những tác động phá hoai khác, bảo đảm

an toàn cho mục tiêu bảo vệ Công tình gia cổ bờ tắc động trục tiếp lên lòng dẫn,

tăng khả năng chẳng đờ của lòng dẫn không phá họai kết cấu dòng chảy, chính là

loại công trình mang tính phòng ngự.

Công trình gia cô bờ thường ứng dụng những nơi không được thu hẹp lòng.

sông, cần giữ thể sông hiện có hoặc khi chưa nắm được quy luật nhưng cin ứng phó

kịp thời

Yêu cầu chung đối với giải pháp gia cổ bờ là giữ ổn định trước các tác động

cây xạt 16, phải thích hợp với biến dạng của bờ và lòng sông Công trình gia cố bờ

thường gồm ba phần:

++ Phin ngằm, phần công tỉnh dưới mực nước kúệtcó nhiệm vụ bảo vệ chân,

với hình thức và kết cầu phù hợp điều kiện thí công trong nước, không bị phá hoại

khi lòng sông biển đổi không bị dòng nước cuốn trôi, vật liệu bền trong môi trường nước, thường là rọ đá, bao cát, thảm bê tông hay rồng đá.

++ Phin nằm trong phạm vi dao động của mực nu „ trong phạm vi này công trình chịu tác dụng của dòng chảy, tác dụng của sóng, va đập của vật ôi nỗi và

hoạt động của con người Vi có thé thi công trên cạn nên edn chọn giải pháp công

nghệ phù hợp để đạt hiệu qua kink t kỹ thuật Thông thường phần gia cổ bờ trong phạm vi mực nước dao động thường sử dụng giải pháp đá xếp khan, đá xây, bê tông,

4 tại chỗ, bê tông đúc sẵn, bê tông tự chèn hay thảm bê tông bơm trực tiếp rong

nước.

+ Phần công winh trén mục nước lũ, với nhiệm vụ chống sự phá hoa của

mưa, gió và các hoạt động của con người, Thông thường phan bờ trên mực nước lũ

rit ngắn, nên dạng kết ấu giống phần dưới Công tình gia cổ ba ở những khu vực

thành phố, đô thị, phần gia cổ này thường được coi trọng về mỹ quan và những ứng

các nhu cầu họat động đa dạng của con người: bậc lên xuống, lan can, bến tàu

- _ Giải pháp chủ động chống xối la bờ sông

“Giải pháp công tinh chống xói lở bờ sông, có thể xây dựng cách xa hay ngay

khu vực bờ sông bị sat lở như kênh phân dong, mỏ han, đập thuận dong, đập khóa,

phao lái ding , tác động trực tiếp vào dong chảy làm thay đổi hướng, kết cấu và

độ lớn đồng chảy vi vậy được gọi là giải pháp công tình chủ động

Kênh phân dong có tác dụng phân bớt đồng chảy vào kênh, do đồ giảm được dong chảy qua khu vực bị lở vì thé mức độ sat lở giảm đi Kênh thường được đảo.

phía bờ ồi, cửa vào kênh thuận dòng, nằm phía thượng lưu khu vực xối lờ bi Thi

công kênh chỉ cẳn khơi dòng sau đó dòng chảy tự mở rộng mặt cắt.

Mo hàn là loại công trình được sử dung rộng rãi nht trong chỉnh trị sông

Mo hàn có tính năng thu hep lòng sông, điều chỉnh dong chảy, bảo vệ bờ, bao gồm

3 bộ phận : mỗi, thin và gốc Gốc mỏ hàn nối với bit, mỗi nh ra ngoài lồng sông,

i tri mũi mô bàn à biên giới hạn tuyển chỉnh tr

‘Cin cứ vào mức độ ảnh hưởng của mỏ hàn đối với dòng chảy chia ra mô hàn.

Lyn< 0,33 By cosa.

thuộc loai mé hàn ngắn, trong đó By là chiều rộng én định của sông, ơ là góc giữa

trục mô hàn và phương đồng chảy.

Ngoài ra còn có thé phân loại mỏ hàn theo góc nghiêng hay so sánh cao trình đình mỏ hàn với mục nước dâng binh thường người ta chia ra mỏ hàn nổi và mỏ hàn chìm Hiện nay vật lệ lầm mỏ hàn thông dụng nhất a da đỏ, bao tải cát cùng

lớp rọ dé bảo vệ hay hàng cọc bề tông đóng xuống lòng dẫn

Dap thuận đồng là công tình theo phương dọc có chức năng thu hẹp lòng

sông, điều chỉnh hướng dòng chảy, điều chỉnh đường bờ Đập thuận dòng thường.

bố tại đoạn quá độ có dòng chảy phân tán, vùng phân lưu và hợp lưu của đoạn sông phân lạch đuôi bờ lõm và vùng cửa sông.

ốc lớn tác

Phao lái đồng có tác dung lái đồng chảy, ngăn dòng chảy có vận

động trực tiếp vào khu vực bờ lỡ Phao lái dòng là một loai công nghệ mới có nhiều

tụ điểm, có khả năng sử dụng nhiễu lẫn, ở nhiều vị trí vì khả năng tháo lắp dễ đàng

2⁄2 Lựa chọn mô hình toán

Hiện nay có nhiều mô hình toán mô phòng quá tình diễn biển hình thái sông

biễn như: mô hình toán họ MIKE của Viện Kỹ thuật Tải nghuyên nước và môi trường của Dan Mạch (DHT Water & Environment), mô hình HEC của Mỹ, WROCLAW của trường Đại học Nông nghiệp Warszaw ( Ba Lan) v.v Trong

nước cũng có mô hình Hydrogis của TS Nguyễn Hữu Nhân, mô hình toán 3 chiều

lòng động của TS Lê Song Giang.

“Trong các loại mô bình đó, mô hình MIKE đã được ứng dụng khá phỏ biển

trong và ngoài nước để nghiên cứu động lực và diễn biến x6i bồi lòng sông, cửa

sông, ven biển và ngoài khơi

Vi vậy, trong để ti này sẽ sử dụng mô hình Mike21FM để tinh toán, nghiên

cứu giải pháp chỗng xói lỡ, bồi lắng cho khu vực nghiên cứu

MIKE 21 được xây dựng và phát triển bởi viện Thủy lực Đan Mach (Danish Hydraulic Institute ~ DHD, là bộ phần mềm ding để mô phòng dong chảy tự do,

vận chuyển bùn cát, chất lượng nước và sóng trong sông.

nhiều khu vực dòng chảy khác,

‘Mike 21FM là phiên bản hình thành về sau do nhu cầu mô phỏng hình thái

sông, được xây dựng trên bệ tọa độ lưới phi cấu trúc, được xây dựng dựa trên việc

giải hệ phương trình Saint-Vernant cho dòng chảy 2 chiếu (hướng đọc sông và

3, cửa sông, bờ biển và

"hướng ngang), sử dụng hệ số Reynold trung bình và phương trình Navier-Stoké chonhững yêu cầu giả định của phương trình Boussinesq về áp lực thủy tĩnh Cácphương trình cơ bản bao gồm: phương trình liên tục, phương trình mô men, phương,

độ, phương trình độ mặn và phương trình mật độ Mô hình gồm 3 mô

<dun chính: mô dun tính thủy lực, mô dun tinh bùn cát và mô đun hình thái Ngoài ra

còn có nhiều mô đun nhỏ mô phỏng các công tình trên sông, bãi giữa Trong môhình này, cả hệ toa độ Đê-các-tơ và toa độ hình cầu đều được sử dụng, các yếu tổthủy lực và bùn cát được lấy trung bình

trình nỉ

“Hình 22: Hệ thống lưới phi cấu trúc trong mô hình Mike 21FM

2.2.1 Cơ sở lý thuyết mô hình Mike 21FM

~ _ Mô hình thủy động lực hoc

Module dòng chây Mike2IEM

Mô dun MIKE 21-HD chủ yếu tính dòng chảy không én định trong ving nướctương đối nông, Nó tính đến những ảnh hưởng của thuỷ tru, gió, áp suất không khí,

chênh lệch về mật độ (do nhiệt độ và độ muối), sóng, rồi và các điểm khô ướt ở các

bãi sông Phương trình của dòng chảy trong mô đun này như sau.

Phương trình mô phòng chuyển động của dng chảy 2 chiễu ngang được tích phân

từ phương trinh 3 chiễu theo chiều đứng thể biện các quá tinh bảo toàn vật chất

(2.1) và động lượng (22) (2.3) của đồng chiy như sau:

Qa)

(i Tứ m |

G3)

“rong phương trình các ký hiệu được sir dụng như sau:

- hy) - độ sâu mực nước tại điểm (x.y) tính từ 0

- clay) = cao độ mặt nước tính từ 0

= msqk(,y,z) = mật độ thông lượng theo chiều x và y (mŸs/m=(uh,vh);

(a.v) vận tốc trung bình theo chiều sâu theo hướng x và y)

ca = thời gian (S)

= Tasty ~ các thành phần ứng xuất tiếp

Phương pháp giải ẩn luân hướng (ADI) với thuật toán quyết kép (DS) đối với ma trận của từng hướng được sử đụng dé giải số hệ phương trình liên tục và bảo toàn động lượng của đồng chảy

Khả năng ting dụng của mô hình

Với wu điểm của hệ thống lưới phi ấu trúc rong mô hình Mike 21FM và cơ

sở khoa học của nó, cho thấy mô hình có thể ứng dung cho các loại bài tn sau+ Nghiên cứu chế độ thủy lực tổng thẻ trên toàn đoạn sông và chỉ tiết tại từng

vi trí, bao gồm những đặc trung về mục nước, lưu lượng, vận tốc đồng chảy

và phân bé của chúng theo 2 phương trên mặt phẳng nằm ngang Ngoài ra

mô hình còn có khả năng tinh toán ding chảy vòng ở những đoạn sông cong, thành phần quan tong trong nghiên cứu xối lờ bờ sông

+ Tính toán và dự báo biến hình lỏng dẫn (x6i, bồi lòng sông) vả xói lở bo

sông trong trạng thấ tự nhiên cũng như dưới các kịch bản khai thie ding

sông khác nhau với thời gian dự báo ngắn hạn (trong 1 mùa I8) và ải han (từ

3 năm để 30 năm).

+ Tinh toán nghiên cứu sự biến đổi của các đặc trưng dong chảy khi thay dỗi

kịch bản khai thác lòng dẫn

~ ˆ Mô hình diễn biến hình thái sông

MIKE 21 ST là mô dun tính toán tốc độ vận chuyển trim tích (cát) không kếtdinh đưới ác động của cả sóng và đồng chảy Các thành phần vận chuyỂn trim tích

có thé gây ra biến đổi đáy Việc tính toán được thực hiện dưới điều kiện thuỷ động

lực cơ bản tương ứng với độ sâu đã cho Không cỏ sự tương tác trở lại của thay đôi

độ sâu đến sóng và đồng chảy Do đó, kết quả cung cấp bởi MIKE 21 ST có thể

được sử dụng dé xác định khu vực có khả năng xi hoặc bồi và dé chỉ ra tốc độ biến

Ai đấy nhưng không xác định được việc cập nhật độ sâu ở coỗi mỗi chu kỹ tính

toán

"Đặc trumg chính của mô dun vận chuyỂn trim tích không kết dính MIKE 21

ST được mé tả như sau:

- Các đặc trưng của vit chit đáy có thé không đổi hoặc biển đội theo không gian (ví dụ t lệ và cỡ hạt trùng bình)

mm lý thuyết vận chuyển trim tích khác nhau đều có giá trị cho việc tính

toán tốc độ vận chuyển trim tích trong điều kiện chỉ có dong chây:

++ Lý thuyết vận chuyển tổng tai Engelund và Hansen

+ Lý thuyết vận chuyển tổng tải (được xắc định như tải đây + tải lơ lửng) Engelund và Fredsoe

+ Công thức vận chayén tổng tả (tả diy + tải lơ lăng) Zyserman và

Fredsoe

+ Lý thuyết vận chuyển tải diy Meyer-Peter

+ Công thức vận chuyển tổng tải Aekers và White

~ Hai phương pháp có giá tỉ dé tinh toán tốc độ vận chuyển tằm tích kết hop

giữa sóng và đồng chảy

+ Áp dụng mô dun vận chuyển tram tích STP của DHT

+ Phương pháp vận chuyển tổng tải của Bijker

~ Phương pháp vận chuyển cát do người sử dụng xác định (2 chiều hoặc tựa 3

chiều) trong tính toán kết hợp sóng và dòng chảy khi mô đun STP được sử dụng.Tính toán tốc độ vân chuyển được diy mạnh thông qua việc sử dụng bảng vận

“chuyển trầm tích được tạo ra trước đó

- Sử dụng STP cho phép tính toán ảnh hưởng của hiện tượng sau đến ốc độ

vận chuyển trằm tích:

++ Hướng truyền sóng bắt kỹ tác động đến dòng chảy

+s ng vỡ hoặc sóng không vir

+ Đặc tính hình học của vật chất đầy được mô tả thông qua một loại cỡ hạt

hoặc dus 1g cong phân bổ cỡ hạt

+ Đây phẳng hoặc đáy gon cất

Friedrich-Lewy.

- Tính én định chuẩn Courant:

Phân bổ thẳng đứng của trim tích lơ lửng trong tính toán sóng kết hợp với đồng chảy dùng để đánh giá vận chuyển trim tích trong biển Cách thông thường đề

mô tả phân bố thẳng đứng của trim tích lơ lửng đó là áp dung phương trình khuếch tán

w 4)

my oy

trong đó c là nồng độ tằm ich; 1à thôi gan; w la the độ chìm King của trầm ih lơ

+ 222)

lũng: y là toạ độ thẳng đứng; e, à thừa sô trao dỗi rồi

đựng mô hình Mike 21FM khu vực nghiên cứu.

= Sơ đồ lưới tính toán:

Sử dung mô hình lưới tam giác với 9001 phần tử và 5294 nút bao toàn bộ miễn tính (Hình 23).

- _ Điều kiện ban đầu va điều kiện biên.

Địa hình khu vực tính toán được thiết lập đựa trên tà liệu khảo sát của Viện

Khoa học thủy lợi miễn Nam năm 2010 Mô hình có hai biên hở, trong đó tại biên thượng lưu sử dụng biên lưu lượng còn biên hạ lưu sử dụng biên mực nước Như đã

đề cả 1 kiện biên cho mô hình MIKE 21FM được trích xuất từ kết qua tính toán từ mô hình MIKEII Thời đoạn mô phỏng của mô

hình từ thắng 6 năm 2010 đến thing 12 năm 2010

ở trên thi số liệu sử dụng làm điề

“Hình 2.3.Lưởi tính téan của mô hình MIKE 21FM cho khu vực nghiền cứu:

Hình 2.4- Địa hình lòng dẫu khu vực sông Hậu đoạn di qua thành phổ Long

Xuyên[]

Hình 2.5- Biên lim lượng thượng lưu dược xác định bằng mô hình Mike 1

Tham số thủy động lực (HD parameters): Có thé sử dụng các tham

định về hệ số nhớt rối (Eddy Viscosity) và hệ số nhám (Resistance) Các hệ:

sẽ được h ậu chỉnh trong phần hiệu chinh mô hình.

~ Tham sé về hình thải sông (Morphology parameters): Lựa chọn đường kính hat cát lông dẫn phù hợp với khu vực mô phòng (015mm cho khu vực Long

Xuyên), Lựa chọn ci thức tính vận chuyển bin cát bắt kỳ Trong quá trinh hiệu

chỉnh mô hình sé tìm ra công thức thích hợp nhất.

Kiểm định mô hình

Để hiệu chinh mô hình dựa trên cơ sở tải liệu thực đo thủy văn năm 2010, tải liệu địa hình thực đo năm 2007 và 2010 do Viện Khoa học thủy lợi miễn Nam thực hiện Vị trí quan trắc đồng chảy thể hiện trên Minh 2.7'

Hình 27- Vj tí quan tắc lưu lượng mực nước thang 12 năm 2010

Hiệu chỉnh mô bình bằng cách điều chỉnh các thông số độ nhắm lồng sông,Sau khi hiệu chinh mô hình tiến hành so sánh kết quả lưu lượng, lưu tốc và mặt cắtđịa hình lòng sông Kết qua hiệu chỉnh mô hình được thé hiện trên các hình từ Hình:

2.8, Bảng 2-1.

Hinh 2.8- So sánh lưu lượng tính toán và thực do tại LÝ-2