Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ảnh hưởng của khai thác cát đến chế độ thủy động lực và diễn biến lòng dẫn đoạn lão hoàng trên sông Lô. Đề xuất và lựa chọn giải pháp ổn định lòng dẫn

"Trong thời gian thực hiện luận văn, với sự nỗ lực của ban thân cùng vớisự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, cơ quan và các bạn bè đồng nghiệp, luận vănthạc sỹ: “ Nghiên cứu ảnh hưởng củ

LÊ THÁI NINH

NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA KHAI THÁC CAT DEN CHE ĐỘ THUY DONG LUC VA DIEN BIEN LONG DAN DOAN LAO HOANG TREN SÔNG LO DE XUAT VA LỰA CHON GIẢI PHÁP ON ĐỊNH

LONG DAN

Chuyén nganh: Cong trinh Thuy

Mã số: Mã số: 60- 58- 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoahọc: 1.PGS.TS Lê Mạnh Hùng

2 TS Dinh Anh Tuấn

Hà Nội - 2015

"Trong thời gian thực hiện luận văn, với sự nỗ lực của ban thân cùng với

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, cơ quan và các bạn bè đồng nghiệp, luận vănthạc sỹ: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của khai thác cát đến chế độ thủy động lực

và diễn bién lòng dẫn đoạn Lão Hoàng trên sông Lô Dé xuất và lựa chọn giảipháp én dink lòng dẫn." đã được hoàn thành

đối với các thầy cô Khoa công trình,

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

n tiến

suốt quá tình học tập trang bị những kiến thức mới nhất mới nhất và

nhất 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.

‘Tac giả chân thành cảm ơn Viện Bơm và Thiết bị thủy lợi, đã giúp đỡ, tạo.điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

‘Dac biệt xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của PGS.

TS Lê Mạnh Hùng, TS Dinh Anh Tuấn - những người đã trực tiếp chỉ bảonhững kiến thức khoa học trong suốt thời gian làm luận van

Luận văn sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ về mọi mặtcủa đồng nghiệp thuộc Bộ môn Đông Nam Bộ thuộc Phòng nghiên cứu côngtrình trạm ~ Viện bom và Thiết bị thủy lợi

Tac giả

Lê Thái Ninh

Kính gửi: Ban giám hiệu trường Đại học Thu li

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

Bộ môn công nghệ và quản ý xây dựng trường Đại học Thuỷ lợi Tên ti là Lê Thái Ninh

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

Toi viết bản cam kết n xin cam kết rằng đề tài luận văn : “* Nghiên cứu ảnh

Iucing của khai thác cát ến chế độ thủy lộng lực và diễn bién long dẫn đoạn LãoHoang trên sông Lô ĐỀ xuất vi lea chọn giải pháp én định lòng din.” à công tinhnghiên cứu của cá nhân mình Tôi đã nghiêm túc đầu tư thời gian và công sức duc se

hướng dẫn của PGS TS Lê Mạnh Hing và TS Dinh Anh Tuấn để hoàn thinh đỀ ti

theo đúng quy định của nhà trường Nếu những điều cam kết của tôi 6 bắt kỳ điểm nào không đúng, tôi xin chịu hoàn toàn trách nỉ và cam kết chịu những hình thức.

kỷ luật của nhà trường,

Hà Nội, ngày 27 thing 11 năm 2015

'Cá nhân cam kết

Lê Thái Ninh

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CỨU.

1.1 Tống quan tình hình nghiên cứu trên thé

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET CÁC GIẢI PHÁP CHỈNH TRI

SONG ON ĐỊNH LONG DA!

2.1 Cơ sở lý luận các giải pháp chỉnh trị sông.

2.1.1 Quy hoạch chỉnh trị sông 2

2.1.2 Công trình chỉnh trị sông phải dua theo thé song tự nhiên „21

2.1.3 Chính tri có trọng điểm, làm đâu được đẩy từ điểm phát triển thành

tuyén 22

214 Xúc định đúng đối tượng chỉnh tri, lựa chon chính xác đối tượng tác

động 2

2.1.5 Kết hợp nhiễu biện pháp « 23

2.1.6 Sử dụng vật liệu địa phương, động viên sự tham gia của toàn dân

2.2 _ Nội dung quy hoạch chỉnh trị sông

2.2.1 Mục dic cẩu và nhiệm vụ chỉnh trị song 24

2.2.2 Tình hình cơ bản của đoạn sông nghiên cứu 24

2.2.3 Phân ích tinh chất mức độ, cơ chế biển hình lòng sông dự báo xu thé

phát triển, dénh giá nguyên nhân gây hai và các yếu tổ ảnh hướng dS

3.2.4 Xúc định các tham số qui hoạch chỉnh trị 25

ý trí công trình và các giải pháp kết cẩu công trình 25

2.2.5 Các phương én

2.2.6 Luận ching hiệu quả kinh tế kỹ thuật : 25

2.2.7 Kế luận, Kiến nghị và những van đề tôn tại as

2.3 Các tài liệu phục vụ nghiên cứu 26 23.1 Tài liệu địa hình 26 2.3.2 Tai liệu thu) văn năm 2009: 26

2.3.3 Tài liệu địa chất 28

2.34 Tài liệu liên quan phục vụ nghiên cứu 30 2.4 Lựa chọn mô hình tính toán 30

2.5 Co sở lý thuyết mô hình .3125.1 Thiết lập miền tính 332.5.2 Điều kiện biên, điều kiện ban đâu ue

'CHƯƠNG 3 DANH GIÁ THỰC TRẠNG KHAI THAC CAT VÀ DIEN,BIEN SAT LO BOL LANG DOAN SONG LAO HOANG THUQC SÔNG

3⁄2 Đặc điểm địa chất, thé nhưỡng

3.3 Đặc điểm thời tiết, khí hậu

3⁄4 Đặc điểm thủy văn

3.5 Hiện trạng khai thác cát và diễn biến sat lở sông Lô đoạn qua khu

4.2.1 Các dạng công trình phổ biển trong chỉnh tri sông 63 4.2.2 Lựa chon giải pháp công trình chỉnh tri 73 4.3 Đánh giá hiệu quả phương án trên mô hình toán

481 Điề akign bién, d kiện ban daw

ác phương án tinh toán.

43.3 Kết quả nghiên cứu trường thủy động lực ting với các kịch bản 77

4.3.4 Kết quả nghiên cứu mô hình hình thái ' ' 83

44 Thiết kế sơ bộ công trình —~

%1 KẾT LUẬN.

$2 KIEN NGHỊ

“Thông số 3 mỏ hàn Cita Dâu - Tâm Xá

“Thông số kỹ thuật kè mái Hai Bồi - Tâm Xá

“Thông số kỹ thuật kè mái Tim Xá - Xuân Canh

“Thông số các mỏ hàn Phú Gia, Tứ Liên phương án CTL

Vi ti ede mặt cắt đo thuỷ vin sông Lô khu vực Lão Hoàng

SỐ liệu khảo sát thuỷ văn tại một thời điễm,

“Thông tin v8 về lực các con sông

"Nhiệt độ trung bình tháng của các trạm trong lưu vực sông Lô("C).

“Thống kê đặc tưng đồng chảy tiên các tuyển sông Lô, sông Gam,

“Thông kê mục in lượng ứng với ác nát

“Thống kê mực nước, lưu lượng ng với các tần xuất

Lưu lượng bình quân nhiều năm tỉ

Đặc trưng lưu lượng lớn nhất tg các trạm trên sông Lô — Gm

xuất

ic trạm.

Bang 3.8 Lưu lượng kiệt nhất các thoi kỳ đo đạc từ năm 1960 ~ 1994

Bảng 3 9.Lưu lượng trung bình nhiều năm trong mùa ki

Bảng 4.1

Bang 4.2.Kich thước các mồ hàn b

Đặc trưng tuyển chỉnh trị sông Lô ~ Đoạn Lão Hoàng

Bảng 4.3.Kich thước các mỏ theo phương án PAI và PA2

17 18 18 19 19

20

2ï

28 4I 45 4 47 48 49 50 50 sl 62 B

T6

Hinh 1.1 Khai thác cát ảnh hưởng tới vitng lân cận 4

Tình 1.2 Một sé loại thiết bj, máy móc khai thác cát có công suất lớn dang được sit

dung ở Trung Qué 5

Hình 1.3 Bản đồ hồ Povang

Hình 1.4 Hình ảnh ngày 10/ 12/ 1999 (tái) và 02 / 02/ 2007 ( phải) của khu vực trên

Đồi Cát, thực hiện vào mùa đông mực nước thấp, thể hiện nạo vét tại địa phương mở Tộng và tạo ra những vết sẹo cùng dòng kênh 10 Hình 1.5 Một số hình ảnh khai thác cát 12

Hình 1.6 Cụm công trình Trung Chữu- Nai Xó "7

"Hình 3.1 Sơ đồ vị tt ed mặt cắt do lưu lượng đồng chảy 28

"Hình 2.2 Lưới mô hình Mike21PM 31

"Hình 2.3 Lưới tính ku vực nghiên ci 3

"Hình 2.4 Bản đỗ nhắm Khu vực nghiên cứu 35

"Hình 2.5 So sánh mực nước giữa mô hình MIKE 2EM và MIKE 11 tường hợp mực

Hinh 3.3 Ban dé dé khu vực nghiên cứu 34

Hình 3.4 Sat lở dé hữu sông Lô xã Chi Đảm s

"Hình 35 Sat lở bở tả sông Lô đoạn qua xã Hữu Đô 56

"Hình 3.6 Hình ảnh sat lở sông Lé đoạn Lo Hoàng từ phóng sự Bai tuyên hình Việt

Nam sĩ Hình 3.7 Khu vực trong điền và nguy cơ sat lở cao 59

"Hình 4.1 Mat bằng tuyén chink tị quy hoạch đoạn Lão Hoàng “

"Hình 4.2 Các dụng đập mỏ hàn “ Hinh 4.3 Các loi đập thuận ding 66 Hinh 4.4 B trí đập thudn dong 66 Hinh 4.5 Đập mo hàn kết hợp 6T

"Hình 4.6 Sơ đỗ bổ tí và nguyên l lầm việc trên mat bằng của công tình đáo chiễu

"hoàn lưu 69

"Mặt bằng công trình đảo chiều hoàn lưu T0Cit dọc công trình đảo chiều hoàn lưu nCit ngang công trình dao chiều hoàn lưu tai vị tí hàng cọc, an

Hình 4.12 Hệ thẳng công trình bờ tả sông Lô phia thượng ln 14

"Hình 4.13 Hệ thẳng công tình bờ tả và hãu sông Lô đoạn hạ lưu 7

"Hình 4.14 Sơ db bb trí công trình trên mặt bằng đoạn sông nghiên ci 76

"Hình 4.15 Sơ dé bé trí công trình trên mặt bằng dia hành 3 chẳu (3D) n

"Hình 4.16 Các mat edt tric tinh toán 78

"Hình 417 Trưởng vận tốc phương ân hiện trang ứng với lưu lượng tạo lồng 8

"Hình 4.18 Phân bổ vận tốc tại mat cắt M2 theo các phương én công trình ứng với Ở

Hinh 4.21 Trường vận tốc phương án PA2 tng với trường hợp lưu lượng tạo long 80

Hinh 4.22 Phân bo vận tốc tại M2 theo các phương án công trình ứng với Q5% 81

Hình 4.23 Phân bồ vận tắc tại MS theo các phương dn công tinh ứng với Q3% 82 Hình 424 Phân bố vận tắc tại M6 theo các phương dn công tinh ứng với 5% 3Hình 4.25 Diễn biển bài, xói tại mặt cắt M2 84Hình 4.26 Diễn biển bài, xói tại mặt cắt M3 84Hình 4.27 Diễn biển bài, xói tại mặt cắt MO 85

Hình 4.28 Kết quả tính toán diễn biển hình thái với phương dn hiện trang 86 Hình 4.29 Kết quả tinh toán diễn biển hình thái với phương án PAL 86 Hinh 4.30 Kết quả tinh toán diễn biển hình thái với phương án P42 87 Hinh 4.31 Mat cất thiết kế dién hình 90

MỠ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐÈ

Cat là một loại khoáng chất rit quan trọng cho xã hội của chúng ta do nhiều

sử dụng của nó, Nó có thé được ding làm vật liệu cho ngành công nghiệp xây dựng, ngành công nghiệp silica, du lịch

Nude ta dang trong quá trình phát tiễn, đặc biệt rong những năm gin đây tốc

độ đô thị hóa tăng nhanh, kéo theo đó là sự bùng nỗ mạnh mẽ của ngành công nghiệp

xây dựng Tir đó nbu cầu khai thác vậtliệu phục vụ cho ngành xây dựng cũng gia ting

một cách đột biến ảnh hường không nhỏ cho mỗi trường và an sinh sã hội Trong

khi đó cát là nguyên liệu không thể thiếu và đóng vai trò rất quan trọng trong hoạt

động xây dựng Chính vì vậy vige khai thie cát một cách & at dang trở thình vấn nạn

gây rt nhiễu khó khăn cho các ban ngành từ trung ương tới địa phương,

© nước ta mô cát tên cạn không nhiều mà tập rung chủ yếu ở hệ thống sông

sudi trên cả nước Nhưng nhu cầu sử dụng cát làm vật liệu phục vụ hoạt động xây

‘dmg rắ lớn và có xu thể ngày cảng gia tăng Vì thể hàng năm trên hệ thống sông suốicủa cả nước, hàng trim triệu mỶ cát vẫn được khai thác Trước nạn khai thác cát bừabãi của các chủ tàu, chủ bãi trên cho thấy nó không chỉ đơn thuần là thất thoát tàinguyên, nguy hại đến an toàn đề digu và phòng chống lụt bão của các tỉnh, thành phố

mà còn thể hiện sự yếu kém tong công tác quản lý của các cấp chính quyển, sử ban

ngành tỉnh, thành phố.

Mặt khác ngay cả trong quản lý khai thác cũng chưa có một căn cứ khoa học

nào để xác định được nên khai thác cát ở đâu và với lượng khai thác bao nhiêu? Do đó.việc khai thác có thé không hợp lý và không có chỉ din cụ thé, rõ ràng Không có quy

hoạch cho việc khai thác của một con sông do đó không có căn cứ cho cơ quan quản lý: thực thi tốt nhiệm vụ của minh,

Hoạt động khai thie cát tái phép trên sông đã trở thành vin nạn, nhiều địaphương và các cơ quan chức năng đã cổ gắng rit nhiều nhưng vẫn chưa giải quyết at

điểm được nạn “ct tặc” Hậu quả của việc khai thie cát không có tổ chức trên sông đã

tạo ra nhiều hồ xói sâu, ghénh cạn, thậm chí còn tạo ra những hàm ếch lớn sit chân dé, tạo ra những xoáy nước lớn, mach động lưu tốc cao, gy mắt én định lòng dẫn, mắt ôn định đê mà hàng năm nhà nước và các chính quyỄn địa phương phải tổn phí hàng trim

tỷ đồng để duy tu, bảo dưỡng, xây dựng các công trình bảo vệ bờ Bên cạnh đó là những vin như mắt trật tự trong những phi vụ tranh chấp bãi, can trở giao thông thủy tại các khu vực bãi cá bai bên bờ sông v.v.

Đoạn sông Lão Hoàng, thuộc sông Lô có vị trí đặc biệt quan trọng cho vận tải

thủy tuyển Việt Tả — Tuyên Quang Vì thế đoạn sông này đã được Viện Khoa học

mô hình vật lý và mô bình toán,

chỉnh trị và hệ thống công tình bảo vé bờ nhằm ổn định tuyển hưổng

Việt Nam, Trường Đại học Xây dựng nghiên cứu trê

“Trước tình hình thực tế đang điễn ra đòi hỏi phải xem xét toàn điện về tác động,

của hoạt động khai thác cát tới chế độ dòng chảy, biến hình lòng dẫn của đoạn sông

này, trên cơ sở đó đề xuất được giải pháp chỉnh trị đảm bảo én định lâu đài lòng sông.

tuyến luỗng của đoạn sông này là hết sức cắp thiết

'Với những đánh giá trên học viên cao học chọn đề tài luận văn" Nghiên cứu ảnh

wing của hoạt động khai thác cát đến chế độ thủy động lực va điễn biến lòng dẫnđoạn Lão Hoàng trên sông Lô và đề xuất giải pháp chỉnh trị n định lòng dẫn "làrất có ÿ nghĩa v8 khoa họ và thực tễn

2 MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ NGHIÊN COU

Mye tiêu của luận văn:

Đánh giá được thục trạng tình hìnhdiỄn biến lòng dẫn và khả năng én định bởisông đoạn Lão Hoàng trên sông Lô trong điều kiện tự nhiên và ảnh hưởng của hoạt

động khai thác cấu,

Nghiên cứu, dé xuất các giải pháp công winh và phi công tink hạn chế ảnh

hưởng của việc khai thác cát cho đoạn sông nghiên cứu.

"Nhiệm vụ thực hiện

= Nghiên cứu chế độ thuỷ động lực đoạn sông Lão Hoàng trước các tác động,

của hoạt động khai thác cát

~ ĐỀ xuất các giải pháp công trình chỉnh trị nhằm ổn định bờ và lòng dẫn đoạn sông.

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

“Các phương pháp nghiên được sử dụng trong quá tình thực hiện luận văn là

1- Phương pháp điều tra thực địa: Tổ chức điều tra thực dia đoạn sôngnghiên cứu, nhằm đánh giá xu th diễn biến hình thái đoạn sông nghiên cứu

2- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Sử dụng trong việc xử lý, phân tích

sổ liệu của quả khứ, trên cơ sở đỏ tìm ra được quy luật diễn biển của đoạn sông này

3 Phương pháp mô hình: Nghiên cứu mô phỏng trên mô hình toán những

kịch bản có thé xay ra, từ đó dự báo được diễn biến lòng dẫn trong tương la theo từng

kịch bản và xem xét tắc động của các công trình chỉnh t sau khi xây dựng

5- Phương pháp kế thừa trong nghiên c Trong quá trình thực hiện, học

| những bài viên đã tham khảo, đã kế thừa một số tài liệu, số liệu, kết quả nghiên

‘hoc kinh nghiệm từ những dé tài, dự án trước đây Đây là những tài liệu quý giúp cho

học viên định hướng nghiên cửu, chon lọc các giải pháp khả th, phù hợp ứng dụng cho kh vục nghiên cứu

4 BO CYC LUẬN VAN

M đầu

Chương I: Tổng quan về vin để nghiên cứu

“Chương 2: Cơ sở lý luận và các giải pháp chỉnh tr sông én định lòng din.

Chương 3: Đặc điểm khu vue sông Lô đoạn Lão Hoàng.

Chương 4: Để suất các giải pháp công trình chinh trị nhằm én định bo và lòng.dẫn đoạn sông

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CUU

LL Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thé giới

Khai thác cất trong lòng sông, để cung cấp cho các mục đích khác nhau (lim vậtliệu xây dựng, tôn nền, lần bién v.v ) là một nhu cầu đồi hỏi của thực tế, nhưng sẽlầm thay đổi rit lớn tới hình dạng, kích thước, độ đốc, địa chất lòng dẫn, làm thay đổihảm lượng bùn cát, thành phần hạt trong dòng chảy và như vậy sẽ phá vỡ trạng tháicân bằng tương đối giữa lòng dẫn và dòng chảy đã tồn tại trước đây Điều này dẫn tớinhiều vẫn đề xây ra tốt có, xấu có À

học, không được quy hoạch trên toàn tuyến sông, không được kiểm soát chặt chẽ thi

chúng ta phat gánh chịu hậu qu eit nghiêm trọng, cụ thể nh

~ Phá vỡ trạng thái cân bằng đã được xác lập trong một thời gian dài, gây xói, bồi

ngoai quy luật,

- Ảnh hưởng tới an toàn phông lũ va các công trình trên sông;

việc khai thác cát không dựa trên cơ sở khoa.

= Hạ thấp đường mye nước mùa kiệt, làm giảm hiệu quả những công trình lấy

"ước xây dựng dọc sông, tạo điều kiện cho nước mặn xâm nhập sâu vào nội đồng;

~ Ảnh hướng tới an toàn giao thông thủy do thay đổi luồng lạch, do phương tiệnKhai thác cát chiếm l ông chạy thu;

+ Ảnh hưởng tới chit lượng nước (do chất thải của các thết bị khai thác), gây

tiếng ôn và lầm mit mỹ quan;

- Gây thất thoát tài nguyên quốc gia:

~ Lam mắt tt xã hội do tranh chấp mỏ, cạnh tranh thị rường:

Ảnh hướng xếu tối môi trường sinh thải vi làm thay dỗi điều kiện sống của các loài thủy sinh vv.

The effects of sand dredging

Hình 1.1 Khai thác cát ảnh hưởng ti vàng lan cận

hoạch trên sông Yangtze của Trung Quốc là một thí dụ điển hình Khai thác cất trên

sông Yangtze bắt đầu từ đầu những năm 1970, trên cả hiểu đài ông, Quy mô, khốilượng te độ khai thác cát trên sông gắn liền với tốc độ phát triển đô thị hóa của khuvực Vì thu được lợi nhuận cao nên nhiều công ty khai thác cát hợp pháp và bắt hợppháp thi nhau cải tiến kỹ thuật, mua sim trang thiết bị với công suất lớn đến 500tắn giờ

_.-Hình 1.2 Một sổ loại thiất bj, máy móc khai thác cát có công suất lớn đang được sử:

dung ở Trung Quốc

“Tính đến năm 2000, ố điểm khai thác cát trên sông Yangtze da vượt con số 70

với hơn 800 đơn vị khai thác lớn, nhỏ [13] Tình trạng khai thác cát trên sông đã hết khả năng kiểm soát của chính quyỄn dia phương hậu quả đem lại là nhiễu km để

chống lũ ving cửa sông bị đổ bổ, gây thiệt hại hàng trăm trigu đổ la, đặt các ving đấtthấp phía hạ du vào inh trạng nguy hiểm Cùng với những thiệt hạ lớn do ngập lũ, dosat lo bờ sông vì lòng din diễn biển x6i bồi bắt quy luật là những vẫn đ xã hội rất bứcxúc diễn ra thường xuyên như: tranh chấp mỏ, cạnh tranh thị trường, tai nan giaothông thủy v.v Trước tình trang phúc tạp đó, chính phú Trung Quốc đã phải ban

hành lệnh cắm khai thác cát đưới mọi hình thức trên sông Yangtze trong vòng 3 năm.

kế từ năm 2001 Nhưng giải pháp ngưng khai thác cát trên sông không phải là i

pháp tối wu vi đã đẩy giá cát lên mức không thể chấp nhận được, một số lượng lớnngười lao động bị mắt việc, nhiều máy móc thiết bị bị hư hỏng theo thời gian, căn trởtốc độ phát iển kinh tế xã hội khu vực, lầm thất thot isn quốc gia vv

Một điển hình khác về hậu qua không như mong muốn của việc khai thé

sông, đồ là những lä xảy ra trên 50 km chiễu dài lòng sông Nilwala, mi

Lanka Có thể nói dọc theo chiều dai sông cứ trung bình 3-4 km có một vùng mỏ khai

thác cát với hing trăm phương tiện thiết bị máy móc Thực trạng khai thác cát không

có quy hoạch, khai thác quá mức trên sông đã gây ra nhiều vin dé môi trường như:

XXói lờ bờ sông, làm nhiều nhà cửa, cầu cống, công trình kiến trúc lâu đời bên sông bịđồng nước cuỗn đi, gia tăng xâm nhập mặn, gây 6 nhiễm môi trường nước, tắc động bắt lợi đến hệ sinh thái sông (Dulmini, 2009), Để giải quyết những vẫn đề bức xúc vềmôi trường đang diễn ra trên sông Nilwala, chính phủ Sti Lanka đã phải ban hành cắm

hoàn toàn việc khai thác cất trên ing Đây lại là một quyết định bị động, thiếu tính

"khả thi vi rất khó thực hiện, do yêu cầu phát triển đắt nước

Trên bước đường xây dung và phát triển đắt nước có thể chỉ ra hàng loạt các

cuốc gia trên thể giới đặc biệt là những quốc gia đang và chậm phát triển đều gặp phải những mâu thuẫn chưa thé giải quyết giữa lợi ích và những thiệt hại

môi tường do khai thác cát gây ra như Ấn Độ, Thái Lan,

Nam 1981, SOGREAH [17] dùng mô hình toán, tính mực nước lũ trên sông.

Loire sau khi lông sông bị hạ thấp, ghỉ nhận sự hạ thắp mực nước lũ trên 23 chiều dàiđoạn sông, trên 1/3 chiều dai còn lại, mực nước sông hoặc dâng cao hoặc không hạthấp, Khối lượng cắt khai thác cao nhất trên sông Loire xẩy ra vào năm 1979, dat

4.106 mã, trong khi lượng cát về hing năm theo tinh toán vào khoảng 1.106m3 Vì

những bậu quả lớn, ảnh hưởng đến dòng chiy, năm 1981 chính quyển đã chủ trương

cắm khai thác ở lông sông chính, chỉ cho phép khai thác ở cic bãi ven đã giảm

đáng ké tổng lượng cát khai thác trên sông Loire, Chủ trương này đã cho kết quả khátốt, từ năm 1983 đến 1989 cao độ lòng sông và mục nước mia kiệt đã hồi phục dẫndin,

‘Thing 7 năm 2010, Tiến sĩ L.HLP Gunaraine, Vụ Kinh t& Nông nghiệp và Quảntrì Kinh doanh, Khoa Nong nghiệp, Dai học Peradeniya, Sri Lanka công bổ đề tài

nghiên cứu: "Chính sich lựa chọn cho khai thác bên vũng cất sông ở Sử Lanka.” [11]

t, suối.Sri Lanka là một hon đảo với diện tích 65.525 kmỶ, với 103 con sông khác b

và 94 lưu vục ven biển, Ngoại trừ con sông đi nhất Tà Mahaweli trải đi 335 km, tất

cả các con sông khá là Ít hơn 160 km chiều đài Những con sông này đồng vai rd

i Lanka.Theo báo cáo của Tiến sĩ LHP.quan trong trong cuộc sống người dã

Gunaratne, sau thảm họa sóng thần ở Châu A năm 2004, hoạt động khai thác cát ở cácliu vực sông tăng 2,5 lần để cung cắp vật liệu cho ngành công nghiệp xây dung Do

việc mở rộng khai thác cát một cách đột biển trên các con sông gây ảnh hưởng lớn đến

môi trường và xã hội tại Sri Lanka Vấn dé môi trường bao gồm các hiệu ứng tiêu cực

như xối 16 bờ sông, hạ thắp mực nước ngằm sự xâm nhập của nước mặn, thiệt hại đến

thảm thực vật ven sông, mắt môi trường sống của người dan, gia tăng các vấn đề sứckhỏe liên quan đến muỗi, va tác động đến ket cấu cin các cây cầu Tác động gián tiếpcđến sự suy yếu đường giao thông nông thôn và tăng x6i lở bờ biển Vấn đề càng trở nêntrim trọng do Sri Lanka chưa có một khung pháp lý rõ ràng về việc khai thác cátNgoài ra còn do các vin đỀ chính tị, sự bảo thủ giữa các nhóm lợi ích, và cả như cầucủa những người dân nông thôn nghèo được hưởng lợi trực tiếp từ cát

"rong bối cảnh này, nghiên cứu cia Tién st L.HLP Gunaratne nhằm xác địnhcác lựa chọn chính sách khai thác cất sông bên vũng giảm thiểu suy thoái môi trường

trong khi dip ứng yêu cầu của ngành công nghiệp xây dưng và người cin địa phương

N lên cứu theo bốn phân tích riêng biệt: so sánh các chỉ phí hàng năm và những lợi ích của các khu vực khai thác được lựa chọn, phân tích các quan điểm và sở thích của các thợ mé bằng cách sử dụng mô hình lựa chọn, đánh giá các ý kiến chuyên gia sit cdụng nhiều tiêu chí phân tích và so sánh các nguồn thay thé cát sông.

Mặc tiêu nghiệ cứu cụ thé của ông là

tình bày tổng quan về tình hình hiện nay liên quan đến khai thác cát sông, bao gồm cả những nguyên nhân chung của suy thoái môi trường và các thể chế và chi h sách thiết lập.

~ So sánh lợi nhuận tư nhân và chỉ phí xã hội của việc khai thác cát sông:

- Phân tích các ưu di và thương mại của các lựa chọn khác nhau cho các thợ

mo.

"Đánh gid các lựa chon thay thé thích hợp cho khai thác cất sông làm giảm ấp

lực rên sông trong khi vẫn duy tì ngành công nghiệp xây dựng.

Năm 2009, một nhóm nghiên cửu gồm Jan de Leeuw; David Shankman;

Guofeng Wu; Willem Frederik de Boer; James Burnham; Qing He; Herve Yesou; Jing

‘Xiao công bố hoàn thành để tài nghiên cứu: * Chiến lược đánh giá mức độ va tác độngcủa hoại động khai thác cất rong hỗ Poyang, Trung Qu

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đánh giá tác động của việc Khai thác

sát trong hỗ Poyang, nơi bắt đầu nạo vét năm 2001sau khi khai thie cắt ở sông Dương

Từ bị cắm Trong mỗi quan tâm thing 4 năm 2008 về tác động dối với da dạng sinh

học trên cát đã din đến một lệnh cắm khai thác cát ở hỗ Poyang cho đến khi có thé đưa

ra một ké hoạch khai thác tốt hơn KẾ hoạch này yêu cit xem xét cả cát khai thác ign

quan đến nguồn tài nguyên trim tích sẵn cổ và tác động mỗi trường trong bồi cảnh của

tương li nhủ cẫ cát ở đưới sông Dương Tit

"ĐỂ thực hiện nghiên cứu này nhóm nghiên cứu đã sử dung cặp hồng ngoại gin

(SIR) bình ảnh vệ tinh Aster để ước tính số lượng tu thuyển ra hd, Dựa vào đó, họxác định được tỷ lệ khai thác cát là 236 triệu mÌ/ năm vào năm 2005- 2006 Điều nàytương ứng với 9% tổng số nhủ cầu về cát của Trung Quốc Từ đó có đủ điều kiệnkhẳng định hd Poyang như là một hỗ có lượng cát khai thác lớn nhất th giới Nó cũngcho thấy ring khai tác cát hiện dang ảnh hưởng rất lớn tối sự cân bằng trim tích củ

sông Dương Tử.

Tính toán về mồi quan hệ giữa nhu cầu cát và GDP, dựa vào dữ liệu lịch sử của

Mỹ, nhóm nghiên cứu cho rằng nhu cầu vé cát bình quân trên đầu người tại Trung.'Quốc sẽ tăng trong tương lai gin từ 2- 4 m’/ năm Từ đó nhóm nghiên cứu đánh giá tácđộng của việc khai thác cát đến môi trường của hỗ Poyang, sông Dương Tử, đập Tam

Hiệp

‘Cudi cùng nhóm nghiên cứu xem xét các lựa chọn thay thể cho khai thác cát, để

Lam giảm ấp lực tử hỗ Poyang đến hệ sinh thái

‘i ra côn phải kể đến rit nhiễu các nghiên cứu khác như:

= Nghiên cứu của William H.Lange: “Téng quan Công nghệ In-Stream Khai thấc tài ngu sắt va sồi, liên quan đến tác động môi trường, và phương pháp đ kiểm

soát các tác động tiềm ning.”

- Nghiên cứu của Joann Mossa và David Coley, Khoa Địa lý, Đại học Florida: * Hành lang khai thác cát sồi trên sông & Lousiana và Mississippi: Cơ sở dữ liệu và so

sánh các nguồn dữ iệu khác nhau”

~ Ranjana U K Piyadasa- Khoa Địa lý, Dai học Colombo, ri Lanka: “Khai

thác cát sông và các vấn đẻ môi trường liên quan ở Sti Lanka.”

~ Chang § Kim, Hak- Soo Lim- Bộ phận kỹ thuật bo biển, Viện nghiên cứu Đại

Dương Hàn Quốc, Hàn Quốc: “ Phát tấn và lắng đọng trim tích do khai thác cất trong

‘ving nước ven biển của Hàn Quốc "- Năm 2007

~ D.Padmalal, K, Maya, S Sreebha; R Srecja: "Tác động môi trường của việc khai thác cát sông: Một trường hợp từ các lưu vực sông hỗ Vembanad, bờ biển Tây

"Nam của An Độ ` Năm 2007,

địa phương mớ rộng và tạo ra những vết sẹo cùng dòng kênh.

1.2 _ Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước.

1.2.1 Tổng quan nghiên cứu khai thác edt:

Khi phân ích ảnh hưởng của vige khai thác cát đến sự hạ thấp mức nước sôngHồng giải đoạn 2002 - 2008, GS.TS Vũ Tất Uyên đã giả thiết sự hạ thấp lòng sông

tương ứng với mức độ hạ thấp mức nước mùa khô, để tính lượng cát bị lấy mắt trong 7

năm qua trén sông uống và trên sông Hồng từ Việt Tri đến Hưng Yên Kết qua làlòng sông Hồng, sông Đuống đã bị lấy mắt khoảng 126 triệu m’ cát đáy trong 7 năm

«qv tung bình mỗi năm khoảng 18 tigu m', Số iệu này gần với ước tinh của các cán

bộ quản lý đường sông Nếu lượng cất khai thác ở hạ du đã lên đến gần hai chục triệunăm, gp 4 in lượng cát giữ lại trên h, gấp 3 Hin lượng cát vé hạ du hàng năm saukhi có hồ, thì nguyên nhân chủ yêu gây xói lòng sông Hồng hiện nay chín là do khaithác cát quá mức Việc khai thie cát đã tạo ra những hỗ hút sâu bắt thường, thậm chímời sắt chân cầu bờ sông, kè bờ, các công tình chỉnh tr, chất cất thành đồng lớn trênbờ,v.v đã trực tiếp ảnh hưởng đến bién hình lòng dẫn và chế độ thuỷ lực, thuỷ vănbin cat trong lồng dẫn Sự hạ thấp mực nước sông Hỗng mùa kiệt đã làm cho việc

ly nước tưới tự chảy gặp nhiều khó khan, Với tin suất thiết kế mùa kiệt 85%, mục.nước tại Hà Nội là 2,30 m, các cửa lấy nước sông Hồng vẫn hoạt động bình thường,

nhưng năm 2009 mực nước Hà Nội có thời điểm lä 0,76m và năm 2010 có thời điểm

là 0,10m (21/2/2010) không thể lay nước tự chảy được.

Khi có các hồ Hỏa Bình, Son La, Tuyên Quang giữ bùn cát lại, đã gây ra hiện.tượng lan truyễn x6i sâu ở hạ đu, Kết quả tính xối sâu hạ du do giữ bùn cất trên hồHòa Bình, Sơn La của nhigu ta giả cho thấy sau 40 năm, khi xố sâu đạt giới hạn ổnđịnh, lòng sông vùng Sơn Tây xói sâu khoảng 1,5 m, vùng Hà Nội khoảng 0,50 m Sốliệu thực đo về cao độ lòng sông trong khoảng 10 năm gin đây, khi hồ Ha Bình khaithác mới được 20 năm cho thấy lòng sông Hồng ở Hà Nội và long sông Duống đã hạthấp gắp trên ha lần so với tính toán Vì vậy ngoài nguyên nhân git bùn cất trên hd,phải xem xét đến ảnh hưởng khai thác cất quá mức của con người

Những hình ảnh khai thác cát đào bởi chân kè bờ trên sông Lô, khai thác cát

"ngay sát dưới chân cầu Thing Long và khai thi cát ở mọi nơi là những ví du về nh

trạng khai thúc cát dang diễn ri ở mọi sông subi nước ta

Anh 4: Khai thác cát sông Hồng ngay chân edu Anh 5: Khai thúc cất ngay sát chân cầu Thang

Thăng long, Hà Nội (2010) long, Hà Nội (2010)

=—— _ẾiAnh 10: Mặt độ khai thắc hút cát dy đặc trên ` Anh 11: Khai thie trên sông LO sắt chân kè bởi sông Lé (đoạn sau Đoan Hùng, thing 6/2011) sng vừa mới xây đựng (12/2010)

Hình 1.5 Một số hình ảnh khai thác cát

“Trước những hạn chế của hoạt động khai thác cát gây ra cho môi trường tựnhiên và xã hội ở nước ta trong những năm qua, các bộ, ngành, địa phương đã cho tiềnhành một số nghiên cứu nhằm đề xuất các giải pháp giảm thiểu mặt bắt lợi, phát huymặt lợi Tuy vậy những nghiên cứu trước đây chỉ tién hành rên phạm vi hp, cho từngđoạn sông va kết quả nhận được cũng chưa đạt được độ chính xác cao Nghiên cứu củaPGS.TS Nguyễn Bá Qui: “ Đánh giá tiểm năng cát trên sông Hồng đoạn chảy qua HàNội" GS.TS Vũ Chi Hiếu: * Báo cáo kết qua tham dé cát lông sông Ding Nai doan

từ Tân Uyên đến Cát Lái, Báo cáo kết quả thăm dò cát lòng sông Hậu đọan từ ChâuĐốc đến Long Xuyên” mới xác định được các mỏ cát sông Đồng Nai, sông Hậuthông qua việc khảo sắt thăm đồ trực tiếp; Một số đánh giá tác động môi trường trong

và sau khi khai thác cát được thực hiện tại một số mỏ cát lớn trên sông Cửu Long như:

“Tân Châu, Mỹ Thuận, Vinh Long va chi phân tich đánh giá mang tính định tính chủ quan, chưa đủ cơ sở khoa học, mặt khác những nhận định này chỉ thực hiện cho.

một đoạn sông (cục bộ) vì thé mọi thay đổi nhỏ của vũng thượng, hạ nguồn đều ảnhhướng ối kết quả đã đưa ra Mặc dù khai thác cát là một trong những nguyên nhân gây

ra ạt lở bờ sông nhưng đến nay chưa có nghiên cửu nào đi sâu về vẫn để này Trong

những năm gần đây có mot vài nghiên cứu về vẫn để này nhưng cũng chỉ dùng ở một

khu vực, tí bigu là nghiên cứu của PGS TS, Lê Mạnh Hùng về ứng dụng m6 hìnhtoán 2D mô phỏng một số kịch bản kha thác cát gây ảnh hưởng tới chế độ lòng dẫn và

dong chảy trên sông Tién, khu vục Tân Châu.

1.2.2 Nghiên cứu chỉnh trị sông:

G Việt Nam, nghiên cứu về chỉnh trị sông được bắt đầu vào cuối những năm 60sửa thể kỹ tước với các công tình phục vụ phòng chống lũ lụt gio thông thủy vàchống bồi lắng của lấy nước tưới ruộng trên các sông miễn Bắc Các nghiên cứu banđầu thường được tiến hành trong các phòng thí nghiệm của Viện Khoa học Thủy Lợi

Viện Thi XẾ Giao thông Vận ti, trường Đại học Xây dụng, Trường Đại học Thủy Lợi Cách đây vài chục năm, các nghiên cứu trên mô hình toán học mới được phát

triển dẫn với sự tham gia của các nhà Khoa học thuộc Viện Cơ học Việt Nam, ViệnKhí tượng Thủy văn Những vẫn đề thay lực của công tình chỉnh trị sông cũng được:cđưa vào đề ải rong các chương trình trọng điểm cắp Nhà nước

Những nghiên cứu v8 dòng chảy sông ngồi, nỗi bật có các công tinh về chuyểnđộng không ổn định của Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Cánh Cầm, Nguyễn Như Khuê,Nguyễn An Niên, Lương Phương Hậu và sau này là Nguyễn Văn Điệp, Trình QuangHoa Những nghiên cứu về chuyển động bùn cát và diỄn biển sông có các công trình

sửa Lưu Công Bio, Hoàng Văn Quý, Vi Văn Vị, Hoàng Hãu Van, Võ Phin.

Trong giai đoạn 1970 ~ 2000 xuất hiện nhiễu công trình nghiên cứu về côngtrình chỉnh tr sông Các vin để của các sông vùng đồng bing Bắc Bộ xuất hiện nhiềutrong các nghiên cứu của Vũ Tắt Uyên, Lương Phương Hậu, Nguyễn Văn Toán, TrầnXuân Thái, Trịnh Việt An, Trin Đình Hoi, Tôn Thất Vĩnh, Nguyễn Văn Phúc vấn

48 của các sông cùng đồng bing sông Cứu Long được Lê Ngọc Bích Lương Phương

Hậu, ân Minh Quang, Lê Mạnh Hùng, Hoàng Văn Huân, Binh Công Sản nghiên

cứu nhiễu trong 20 năm gin diy; Các vấn đề của sông ngồi miễn trung có các nghiêncứu của Ngô Dinh Tuấn, Đỗ Tất Tic, Nguyễn Bá Quỷ, Lương Phương Hậu, TrịnhViệt An, Nguyễn Văn Tuần

"Những công tinh chỉnh ti sông có tính khoa học cao đã xuất hiện

lắp cảng Hà Nội, cung MH Nghỉ Xuyên (Hưng

ống sat lờ cho tuyển đề sông Chu khu vực Quản Xá

tang lại

hiệu quả tốt như công trình chồng bi

Yên), công tình cất sông

(Thanh Hóa), công tình có kết cầu đảo chiều hoàn lưu trên sông Cái Phan Rang (Ninh

“Thuậ „ tổ hợp công trình chống sat lở bờ sông khu vực Sa Đéc ( Đồng Tháp) là những công trình vận dụng thành công các nghuyên lý của KH-CN chỉnh trị sông.

Bên cạnh đó cũng vin còng có những vin đề n tai, chưa giải quyết tốt, không thu được những thành công như mong muốn.

Hiện nay, nhà nước dang đầu tư các cơ sở nghiên cứu thí nghiệm chuyên sâu

như phòng thí nghiệm trong điểm quốc gia é động lực sông biển, phòng thí nghiệm.

hòng chống thi trĩ Hòa lc, phòng thí nghiệm động lực và chính tị sông cia Viện

Khoa học Thủy Lợi miễn Nam Một lực lượng đáng kể cán bộ khoa học trẻ được đào.

tạo ở trong nước và ngoài nước, đang nắm bit được các thình tựu tiến bộ Khoa học

công nghệ mới của th giới chắc chin sẽ có những đồng góp tích cực cho sự phá triển nghành khoa học động lực học đồng sông và chỉnh tr sông ở trong nước.

1.3.3 Khái niệm cúc công trình nhằm dn định bờ sông

Do cích nhìn khác nhau, rên việc phân loại công trình tị sông cũng không giống nhau Căn cứ vào vật liệu xây dựng và thời gian sử dụng, có thể phân công trình

trì ông thành loi tam thời và loại lâu đài Khi đồng te, 28, cảnh cây để xây dựngcông trình thi tinh năng chồng xói và chồng mục nát kém, thời gian sử dụng ngắn, đấy

là công tình ị sông loại tam thời Khi ding đắt, đá, cây 28, sit thép, b tông để xây cưng công trình, thi tính năng chống xói và chẳng mục nát ốt, thời gian sử dụng đài,đấy là công tình trị sông loại lâu dầi Chọn loi tam thời hoặc lâu dài nên xét mộtcách tổng hợp các điều kiện sau đây để chọn: “Yêu cầu đổi với công trình tr sông, thờigian sử đụng, tin hình x6i- lở - bai lắng ở địa điểm xây dựng, vật liệu tại chỗ, điều

kiện khí hậu, dong chảy trong mùa thí công và trình độ cơ i hóa, cuối cùng là gì thành công trình.

Căn cứ vào quan hệ đối với mực nước, có thé phân thành công trình trị sông ngập và không ngập Công trình mà mùa kiệt không bị ngập, nhưng trong mùa nước trung bị ngập hoặc trong mia nước kiệt và mùa nước trung không bị ngập nhưng trong mùa nước lũ lại bị ngập thì gọi là công trình trị sông ngập Còn công trình không bị ngập dưới các loại mực nước, gọi là công trình không ngập Đối với công trình, mà

lệt cũng bị ngập, nghĩa là luôn luôn bị ngập dưới nước, thì đấy là một loại công trình trị sông chìm

Căn cứ vào tình hình cin trở đến dòng chy của công trình mà có thé phân.

thành các loại: Công trình bảo vệ bở và đáy sông, công trình nước xuyên qua, công trình nước không xuyên qua, công trình tạo dòng chảy vòng.

Công trình bảo vệ bờ là một loại côn trình dàng vật liệu chống xói che phủ trực tiếp cho bờ sông và chân đốc Loại công trình nay dùng để phòng chống sự x6i 16

‘oa đồng nước, nhưng trên cơ bản là không cản trở đồng nước.

Công trình trị sông nước không xuyên qua nhằm én định bờ là loại công trình dung vật liệu đất đá, bê tông, sắt thép để xây dựng, chỉ cho phép nước chảy vòng qua

hoặc thắm qua mà không cho phép nước chảy xuyên qua công trình Nó có tác dung

can ding nước tương đối lớn, có thể đả dong nước ra xa bở, hướng dòng chảy hoặc

bịt đồng chây lại, thường dùng ở nơi xói lở cục bộ tương đổi lớn

Công trình trị sông nước xuyên qua nhằm én định bờ là loại công trình dùng các, loại vật liệu như tre, gỗ, lau sây, dây thép để xây dựng Ngoài việc cho phép dòng

chiy vòng qua, thấm qua, còn cho phép dòng chảy xuyên qua công trình Ngoài vitác dụng cin dòng chảy, còn có thé diy ding nước lệch di một í dẫn dong hoặc bịtđồng cháy ở mức độ nhất định, còn có tác dụng tạo ra dòng chày êm, gây bai lắng Về

‘xi lỡ cục bộ, so với công tinh trị sông nước không xuyên qua th it hơn,

Công tình tạo dòng chảy vòng còn gọi là công trình hướng dòng là một loại công trình trị sông gây dòng chảy vòng nhân tạo Thông qua dong chảy vòng nhân tạo

có thé không chế sự chuyển động của bùn cát, tờ đó mà không chế sự x6i bỗi của hai

bên bờ sông cũng như lồng sông

Căn cứ vào hình thức bên ngoài, ác đụng của công trình có thể phân công trình bao vệ bở sông (công trình trị sông nước không xu) qua và xuyên qua) thành ba loi shủ yếu: là đập mo hân; đập thuận ding va đập chặn dang chảy:

Dap mỏ hàn là loại đập mà gốc đập và bờ sông liền nhau, đầu đập hướng ralòng sông Trên mặt bằng thi nó liễn với bờ sông giống chit Đập m6 hin có thé diy

dong chảy xa bờ còn gọi là đập đẩy dòng, nói chung dùng để bảo vệ bờ hoặc thu hep lòng sông Nếu đầu đập có một đoạn gấp khúc song song với bờ thì còn gọi là đập mỏi hin cong đầu.

Đập thuận dng có thin đập song song với hướng đồng chảy phía thượng lưu,

ốc đập liền với bờ phía hạ lưu, đầu đập hoặc liền với bờ sông hoặc không liền mà ho

một đoạn Đập thuận dòng ngoài vige bảo vệ bử, thu hẹp dòng chảy, còn có thé hướng

Ang nước chấy theo một phương nhất định còn gọi là đập hướng đồng

Đập chặn đồng là một loại đập ngăn sông không cho dng chủy trần qua, nói chung dùng dé bịt bớt dòng rẽ hoặc lạch sông, tăng thêm nước dòng chính.

XXết một cách tổng quan: BE mặt của bờ sông, bãi sông để đập, các công tình

trên sông và các công trình thủy công khác nói chung đều có thẻ bị sạt lở khi dòng

nước hic thẳng vào sóng vỗ vào hoặc bị xâm thực ở đưới nước, Đôi với b sông mái đốc mà đắt tương đối rời hoặc bãi cát thuộc cấu tạo ở thời ky thứ hai ĩ sự sat ở càng

nghiêm trong Khi phần trên của ba sông mắt sự dn định, sinh ra sot lở Ahi gọi là hiệntượng sat lờ Khi chân bờ sông bị khoết rỗng cả bờ sông mắt ôn định sinh ra trượt vềphía sông, gọi là hiện tượng trượt Hiện tượng trượt thưởng nghiêm trọng hơn sạt lở,thường thường din đến việc lờ mắt ba, lờ mắt đê hoặc phí hoại công trình Để để

phòng hiện tượng sạt lở bờ sông, thường dùng biện pháp bảo vệ bờ Các công trình này gợi là công tình bảo ệ bờ,

1.34 Một s giải pháp công trình chin tị bờ sông thành công trong và ngoài nước

Tuyến chính trị sông là tuyển lòng sông dn định, nguyên tắc cơ bản dé xác định.tuyến tị ing là phải làm cho khi ding nước chảy theo tuyến trị sông, có thể đáp ứng,

được tắt cả các yêu cầu của c tgành kinh tế và phù hợp với quy luật vận động của lòng sông.

Điển hình cho giải pháp công trình chỉnh trị bờ sông thành công trong nước là

tuyến chỉnh trị đoạn sông Hồng qua Hà Nội Cá

là Nội bao g

ccum công trình chỉnh trị ôn định chống sat li đoạn sôi

với chiều đài từ 150 - 350m cho hiệu quả gây bồi rit tốt Bảo vệ ba và chồng sat lo

++ Cum công trình Hai Bồi - Cửa Dâu - Tầm Xá.

Là cụm công trình hợp với hệ thống 15 mỏ hàn cọc Tâm Xã dé giữ bờ sông

ổn định và cũng là bờ của tuyến ổn định Nhiệm vụ quan trọng của cụm công trình này

là tham gia với mỏ hàn số 1 của ngành giao thông bịt hẳn cita Dâu không cho phát

triển và giữ toàn bộ bờ trong khu vực cũng là bờ của tuyến ồn định này.

Cụm công trình Hải Bồi - Tim Xá bao gồm.

= 03 mo hàn cứng đặt ở khu vục Hai

mũi 15 mỏ hàn cọc của giao thông tạo thành biên của tuyển lòng sông ổn định

“Khoảng cách trung bình giữa mé hàn là 200m Chiều dài các mé tạo thành tuyển liênhợp chiều dài với 15 mỏ hàn cọc Thông số các mỏ hàn cho ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Thông số 3 mỏ hàn Cửa Dâu - Tâm Xá

~ Cửa Dâu Mũi 3 mo hàn cùng với

- Kè giữ bờ Hai Bối và và kề giữa các mỏ hàn mới : Bờ Hải Bồi dang bị sat lở

"mạnh, ngoài việc diy đồng chạy ra xa bờ bằng các mo hàn cần kết hợp kề giữ bờ mớibảo dim được tuyển lòng sông ôn định

Bao gồm: _ - Kè bir Hải B6i:1.500m,

giữa các mỏ hàn mới: 600m.

‘Thong số của cụm kè mái giữ bờ Hải Bồi - Tâm Xá cho ở bảng 2

Bang 1.2 Thông số ky thuật kè mái Hai Bồi - Tâm Xá

Mãi] Cao tinh

TT | Tên kè Kết cấu dốc đỉnh (m)

1 [Hai Bi] Lat mii, Kiung 648 |m>| H0-120 | 1500:

Tim | = Bio vg chin bing rong &

2

2 | xá - Loc bằng Geotextile 25 7500

~ Kè giữ bờ Tầm Xá - Xuân Canh : Nằm ở hạ lưu 15 mỏ hàn cọc và tiếp nối với

kè Xuân Canh Nhằm giữ ổn định tuyển bờ sông hiện ti và cũng là tuyển bờ lòngsông ôn định sau này Chiễu dài kè 1.500m Thông số của cụm kè mái Tim Xá - Xuân

Canh cho ở bằng 3

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật kè mái Tầm Xá - Xuân Canh

Cao trình [Chiều đài

Ten kè Kết cầu Mãi đốc | Sân cm ‘im

~ Lat mái, khung 6 đá

- Bảo vệ chân bằng rồng đá | m=25 | 105-100 | 1500

- Lọc bằng Geotextile

Xuân

Cảnh

+ Cụm công trình Phú Gia - Tứ Liên:

"Đây là toàn bộ cụm công trình chủ động diy dòng chảy về tuyển lòng sông én

định, Phạm vi công trình bao gồm liên hợp các khu vực : Phú Gia - Nhật Tân - Tứ

Liên Các công tình chủ động phải là mỏ hàn hướng đồng vươn tới tuyển chín tí

‘Mic dù khi phân tích tính toán và đã kiến nghị chọn mặt cắt ngang tuyển chỉnh trị én định ở đây có chiều rộng là B = 940m để hạn chế gia ting phân lưu vào sông Đuống Song vẫn phải kiểm tra và chọn lựa trên mô bình vật lý Trong đó đặc biệt là phân lưu vào sông Đuống và tỷ lệ phân lưu giữa hai ach Gia Lâm va lạch Quit

~ Theo tuyển sông ổn định đã được thiết kế rong khu vực Phú Gia, Tứ Liên.

hợp giữa công trình mới với cụm công trình Tứ Liên của ngành Giao thông.

~ Cụm công trình Tứ Liên bao gồm 3 mó hàn K1, K2, K3 được tu bổ gia cường

và nâng cao cao trình bằng cụm công trình mới.

~ Tại chốt Phú Gia tao thêm bờ 50m - 100m là chủ yếu bằng bằng các mỏ han

vita phải Tạo tiễn đề cho sau vita ra tuyển chỉnh tị én định Thông số các mỏ hàn mới cho ở bảng 4.

~ Các mỏ hàn K1, K2, K3 hiện tại đã gần vươn ra tới tuyển ổn định

Bang 1.4 Thông số các mỏ hàn Phú Gia, Tứ Liên phương án CTI

h Tên mô Vite Khoảng | Chiều dai | Cao độ Góc

Là cụm công trình chủ động day dong chảy trở lại tuyến lòng sông ổn định của

thể sông Hiện nay đoạn cong Bát Tring đã bị Khost sâu vào ở trái tạo cho đoạn sông

bị cong gấp bất lợi cho thé sông Bờ sông hiện tại đã vượt ra xa phạm vĩ đường bờcuối tụ, lòng sông ổn định vì thể cin phải đưa dẫn đồng chảy ra xa bờ tiến tới tuyểnchỉnh trị bằng hệ thống mô hàn cứng.

(Cum công tình Bat Tring gồm 5 m6 hàn cứng bắt đầu từ làng Bát Tring tới

đầu làng Xuân Quan Các mỏ hàn này tạo thành tuyển bờ lòng sông ôn định Thông số

- Bở phía Hà Nội là kè giữ cho đoạn bờ nội thành Hà Nội ổn định, không sat lở.

Nội Đối với thoát lũ đây là kè giữ dai phân

tạo điều kiện cho quy hoạch cảnh quan Hi

cách cách 50m giữa mép bờ và khu dan cư hiện tại

= BY phía Gia Lâm bắt đầu từ cuỗi làng Bắc Biên - qua cầu Long Bi

giữ bờ Gia Lâm én định khu vục đỉnh của tu

và cầu

“Chương Dương Nhi bờ sông cong

và cũng la bờ của tuyển sông ổn định sau này:

Bảng L6 Kết cầu và thông số ke Tứ Liên - Thanh Tổ và kỳ Gia Lâm

Chiều T| xamke " be ed Mái

+| Têmkè | vier Kết cầu Nó

Kets ~ Lất mai Khung 6, đã

LÍ Lentên | Bophai c bằng Geotextile

Thanh Tạ | Phía Hà Nội | - Chống x6i chân bằng | 8500 | 25 | 11~ 12

- b | đá rồng : 3] Reis

2 lâm -nL- 2000 | 25 | 11-12

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET CÁC GIẢI PHÁP CHÍNH TRI

SONG ON ĐỊNH LONG DAN

24 Cơ sở lý luận các giải pháp chỉnh trị sông

CChinh trị một dang sông theo nghĩa rộng đòi hỏi thực hiện hàng loạt những công

trình trong lưu vực và trong lòng sông Những công trình trong lưu vực da phần là đểchống x6i mon và sat lờ sườn đốc và những công trình chặn lũ kết hợp phát điện, thủysản, din tưới v.v Các công trình trong lòng sông được thực hiện để điều chỉnh lòng

sông trong trang thái tự nhiên hoặc để kênh hoá nó Các công trình điều chỉnh lòng sông trong trang thái tự nhí có thể thực hiện với mức độ nhẹ, để không thay đổi lớn

thể sông hiện có Chúng ta thiên vé những biện pháp công trình ở mức độ nhẹ nhằm

cải thiện tình hình một cách cục bộ trên một đoạn sông đang hoặc sẽ không đáp ứng

được yêu cầu khai thác

2.1.1 Quy hoạch chỉnh tri sông

Quy hoạch chỉnh ti sông được lập ra trên cơ sở của quy hoạch lưu vực, vì tong, quy hoạch lưu vực đã qui định hoặc định hưởng nhiệm vụ của chỉnh trị sông Quy hoạch chỉnh trị sông có thể lập cho toàn dong sông hay cho một đoạn sông cục bộ,

nhưng đều phải xuất phát từ quan điểm toàn cục: Công trình đạt yêu cầu lợi dụng tổnghợp; phối hợp thượng lưu và họ lưu; điều hòa bở phải, bờ trấi; xem xét ảnh hưởng đivới phụ lưu, hoặc sông chính; kết hợp mục tiêu trước mắt và mục tiêu lâu dài; giải quyết hợp lý những mâu thuẫn giữa các ngành, các dia phương.

3.1.2 Công trình chỉnh trị sông phải dựa theo thể sông tự nhiên

“Tận dụng tối đa năng lượng của chính dòng chảy để đạt tới mục di tạo bồi,

gây x6 rinh những công tình lâm thay đổi quá lớn đến chế độ dong chảy và hìnhthái ôn định của lòng sông hiện có Từ nguyên tắc này ta thấy rằng: bổ trí công trìnhchỉnh trị sông phải dựa trên cơ sở phân tích đầy đủ, dự báo chính xác các qui luật diễn biến của đoạn sông, biết tranh thủ hoặc chờ đợi thời cơ.

“rong thực tẾ có thé gặp ba nh hung sau:

~ Tình huồng thứ nh: Tình thể trước mắt của đòng sông dang hoàn toàn thuận

lợi, cần kịp thời bổ trí công trình để cổ định hiện trạng

~ Tình hudng thứ hai: Tình thé trước mắt cả dong sông đang có vấn đề, không,

phải hoàn toàn

phải chờ đợi chút í,

triển, đến lúc đạt được yêu cầu dé ra thì dừng công

- Tình huồng thứ ba: Tình d

tiếp tục theo hướng xấu, thì căn cứ vào tình hình cụ thé, nhanh chóng thực hiện một số

nhưng đang phát triển theo hướng Trong trường hợp.

hợp túc động một số công tình nhẹ để xúc in tốc độ phát

ih cổ định lại.

trước mắt cả dong sông đã xấu va dang phát triển

công trình thích đáng, di liều lượng để từng bước hạn chế sự phát triển theo hướngxắu, đồng thời lợi đụng một số đặc điểm nào đó để tác động nó phát triển theo xu thể

yêu cu, không thể nóng vội.

2.1.8 Chin tị có trọng diễn, tim đâu được đẩy từ đin phát tiễn thành miễn

'Công trình chinh trị sông thường phải tiền hành trên một tuyến dài, không thétiến hành đồng thời toàn bộ các công trình Hơn nữa hiệu quả cia công tình chỉnh trsông cũng không phải hoàn toàn chính xác như dự báo, cần thí điểm thăm dò Vì vậy,sông tình chỉnh trị sông thường phân kỳ, phản đoạn để tiễn hành Đầu tiên phải xây

cưng công trình tại các đoạn trọng điểm Đoạn trong điểm tức là đoạn, một mặt có ảnh

ính chất không chế đến

thé sông thượng hạ lưu Ngay trong một đoạn trong điểm, khi xây dựng công trình

"hưởng lớn đến ngành kinh tế hữu quan, mặt khác là đoạn có

cũng phải tìm ra các vị trọng điểm để khống chế toàn đoạn, tạo điều kiện thuận lợi cho các bước sau Công trình chỉnh trị xây dựng xong đoạn nào phải cũng cổ đoạn Ấy, không dé làm mới thì mắt cũ, luôn luôn phải ứng phó, bị động Muốn thể phải chọn vị trí công tình thỏa đáng và công tinh cần có độ vũng cao Mặt khác phải đặc bi

chú ý biện pháp chỉnh trị ở nơi nối tiếp này không những phải thích ứng với thé sông

trước mắt mà còn phải thích ứng với những thay đổi có thé diễn ra trong tương lai Cinnhắn mạnh rằng, tt cả các trọng điểm đều nằm tin một tuyển chính trị thống nh

hoặc nói một cách Khác là tuyển được hoàn chỉnh din từ các

bản đạp để

Điểm chính là những căn cứ địa, n chiếm lĩnh toàn bộ trận địa tuyển sông.

214 Vác dink đúng đốt song chink tr, lựa chọn chính xác đối tượng tác động

8 Đối tượng chỉnh trị là bậc lòng sông chính cin bổ trí công tình chín tị, Đốitượng chỉnh tị tắt nhiên có quan hệ mật thiết với mục đích chỉnh trị, nhưng do ba bậc:lông sông thường có quan hệ nội tại với nhau, cho nên cin xét đến ảnh hưởng tương,

hỗ giữa chúng để chỉnh tri đạt được higu quả kính tế, kỹ thuật

~ Chỉnh trị bậc lòng sông mùa kiệt có mục đích chủ yếu là đảm bảo chạy tàu

- Chỉnh tri bậc lòng sông mia lũ, ngoài những yêu cầu đặc biệt vé xây dựng

thành phố, bảo vệ khu dân cư, khu công nghiệp quan trọng, có mục đích chủ yếu là

phòng lũ, do đó yêu cầu tạo ra được diện tích mat cắt đủ lớn để thoát là nhanh, không

lam sat lỡ bờ sông, bai sông bảo đảm an toàn của dé và sự qui thuận của lòng dẫn cơ

sở Rõ rằng, để đạt được các yêu cầu chủ yếu đó, vai trở của bộc lòng dẫn mùa nudetung rit quan trọng

~ Chinh trị bậc lòng sông mia nước trung đối với các ngành kinh tế quốc dân

tuy không có mục dich rõ rột, nhưng có tác dụng lớn đến tính ôn định của đồng chảy

và lòng dẫn, sự thông thuận của cả tuyển sông Chính vì vay, nếu khống chế được bậc

lông sông mùa nước trung thì các vin đề của bậc lòng sông mùa kiệt và bie lòng sông mùa lũ đều có thể giải quyết một cách thuận lợi.

b Khi đã xác định xong đối tượng chỉnh tị, cin nghiên cứu tình hình cụ thé để

lựa chọn đổi tượng tác động là dong chảy hay lòng dẫn hoặc đồng thời cả hai Trong quan hệ tác động tương hỗ giữa dòng chảy và lòng dẫn, thường thường dòng chảyđồng vai trở chủ động, tích cực, vì vậy thông thường công trình chỉnh trị sông lấy dòng

chảy làm đối tượng tác động.

3.1.5 Kế hop nhiều biện pháp

To đối tượng chính tị, đối tượng tác động thay đổi ty theo từng đoạn sông cụ

thể, ùy theo ting yêu cu sử đụng, cho nên tên cùng một đoạn sông, tên cùng một phía bờ hoặc 2 phía bờ phải két hợp nhiều biện pháp chỉnh khác nhau để đạt hiệu

quả kính tế kỹ thuật tốt nhất Sự phối hop về không gian, về thời gian và về mức độ

của các biện pháp có ý nghĩa rất quan trọng, vì vậy trong chỉnh trị sông các phương án

cng trình là một trong những vấn đề quan trọng nhất bảo đảm sự thành bại của

thiết kế

2.16 Sử dụng vật liệu địa phương, động viên sự tham gia của toàn dân

Công trình chỉnh trị sông thường sử đụng một khối lượng vật liệu cực lớn, địa

điểm xây dụng thường có khô khăn v giao thông vận ti, cho nên nhất tht phải tậndụng vật liệu địa phương, vật liệu rẻ tiễn Công trình chỉnh trị sông lại ở khắp cáctuyển sông, phân tin trên một di rong, in động vi sự tham gia quan lý bảo vệ của toàn dân

2.2 Nội dung quy hoạch chỉnh trị sông

2.2.1 Mục đích, yêu cẩu và nhiệm vụ chỉnh tị sông

ĐỂ xác định mục đích, yêu cẳu và nhiệm vụ chỉnh trị sông cn làm sáng tỏ các

~ Các căn cứ để lập quy hoạch: các văn bản đặt vẫn để, giao nhí wy và các tài

lie liệu xuất phát như quy hoạch lưu vực, quy hoạch xây dụng, ci tạo, khai thi

quan đến đoạn sông

Những yêu cầu cụ thể của giao thông vận tải thủy và các ngành kinh tế quốc.

dân, xã hội khác đối với đoạn sông trong thời kỳ lập quy hoạch,

~ Sự cần thiết và mức độ cp bách phải tiến hành chỉnh trị ông

êm vụ và giới hạn khả thi của công trình chỉnh tri sông Các điều kiện

đảm bảo cho sự thực hiện hành công của đỀ án rong quy hoạch

2.2.2 Tình hình cơ bản của đoạm sông nghiên cứu

Để lập quy hoạch chink tr sông, trước hết cin tiến hành điều tra, khảo s thu

thập các số liệu dân sinh kinh tế, kỹ thuật có liên quan đến đoạn sông, trung cầu đầy

di của các ban ngành các cấp, sau đỏ phân tích chỉnh lý để trình bày những tình hình

cụ thể về:

Vị trí địa lý, h hình kinh x hội của đoạn sông và khu vực ảnh hưởng

“Cảnh quan môi trường, tắm quan trọng các mặt của đoạn sông.

= Đặc điểm địa hình địa mạo địa vật có liên quan dén đoạn sông nghiên cứu

~ Đặc điểm cấu tạo địa chất và địa chất công tình.

~ Đặc điểm khí hậu, khí tượng

~ Đặc điểm về chế độ thủy văn, bùn cắt

Phân tích tính chất mức độ, cơ chế biển hình lòng sông dự báo xu thé phát

tri, định giá nguyên nhân gay hại và các yếu tổ ảnh hướng

Tay theo tim quan trọng, tính chất phúc tạp của các hiện trạng tự nhiên và điều

kiện cụ thể để sử dụng một, bai hoặc toàn bộ ba phương pháp nghiên cứu cơ bản

~ Điều tra, Khảo sát hiện trường, chỉnh lý phân tích các số liệu thực do về dinbiển trên mặt bằng trên mặt cắt doc, mặt cắt ngang của các yêu tổ long dẫn

= Nghiên cứu trên mô hình vật lý để bổ sung những vấn đề mà hai phương pháptrên chưa kim sáng tỏ được như về kết cấu dòng cháy, đường mặt nước và những vấn

<8 c6 tinh chất không gian ba chiều

4 Xác định các tham số qui hoạch chỉnh trị

- Lana lượng và mục nước thế kế

~ Đổi tượng chỉnh trị và mye nước chỉnh trị;

lòng dẫn chỉnh ỉCác phương án bổ trí công trình và các giải pháp kết cẩu công trình

Dựa theo những nguyên tắc và phương pháp chỉnh tị sông để đề xuất các

phương án bé trí công trình chinh trị và các giải pháp kết cầu tương ứng Nghiên cứu.

hiệu quả kỹ thuật của chúng trên mô bình vật lý hoặc mô hình toán để so sánh lựa

chon phương án tôi ưu, khả thi, Cuối cing, đề xuất trình tự thi công, phân kỳ phân

đoạn xây dựng cho phương én chọn,

2.2.6 Luận chứng hiệu quả kinh tẻ kỹ thuật

Đối với một công trình chỉnh trị sông, dù xây dựng chỉ với mục đích giao thông

‘vin ti thủy nhưng đều phải tính toán hiệu quả của nó đối với các ngành kinh tế - xã

hội khác như phòng lũ, phát điện, tưới tiêu, môi trường sinh thái v.v nhiều khi còn.

sẵn xết đến những hiệu qui khác vỀ chính tr, quân sự nhân văn

32:7 Ké luận, kién nghị và những vẫn dé ồn tại

~ Các kết luận chính đã được khẳng định về qui hoạch chỉnh trị sông

- Những tồn tại trong các vấn đề nghiên cứu do số liệu chưa diy đủ, phương,pháp tinh toán chưa hoàn chỉnh, ý kiến chưa thống nhất v.v

~ Những tồn tại vỀ hiệu quả công tình.

23 Cáct liệu phục vụ nghiên cứu

2.3 Tài liệu địa hình

= Bình đồ tuyển sông Lô, song Gâm từ Na Hang đến Việt Tri đo năm 2006,

- Binh đồ địa hình đoạn sông Lô khu vực Lão Hoàng và sông Chay ý lệ 1/1000

đo năm 2008.

- Tài liệu 17 mat cắt ngang dia hình lồng sông, tỷ lệ đớng 1:100, tỷ lệ ngang

1:1 000 do viện Khoa học Thuỷ lợi khảo sắt thing 7 năm 2009.

~ Hệ cao độ đo vẽ địa hình bước dự án và bước Thiết kế KTTC được thống nhấttheo hệ cao độ Hon Dau (hệ cao độ lục địa nhà nước)

Tài liệu khảo sit địa hình, lập bình đồ toàn tuyển luồng tỷ lệ 1/2000 trên tuyến

xông Lô và tỷ lệ 1/1000 trên tuyến sông Gâm với hệ cao độ, tog độ Nhà nước do WACOSE lập tháng 4/2006 (bước thiết kế cơ sở)

~ Tài liệu khảo sát địa hình bổ sung tỷ lệ 1/500 tại vị tri các đoạn cạn trên tuyến xông Lô do Công ty Việt Ha do đạc tháng 7/2009 phục vụ thiết kế bản vẽ thi công

~ Tài iệu khảo sắt địa chất (2006) và tài liệu thủy văn thu thập được ở bước lập, dựán

~ Tài liệu khảo sắt địa chất bổ sung khu vực dự án do Công ty cỗ phần tư vấn

\y đựng Việt Hà đo đạc tháng 8/2009 phục vụ thi

2.2.2 Tài liệu thuỷ van năm 2009

“Thiết bị khảo sát thực địa được sử dụng là máy đo mặt cắt dang chảy bằng âm.doppler (ADCP) do nhà sản xuất RD Inteuments (Mỹ) ch tao, Máy ADCP dải rộng có

độ phân giải cao cho phép do vận tốc dòng nước, độ sâu đáy và sự chuyển động củathuyỂn so với đấy, đ là những thông tin cin thiết để hb toán lưu lượng trực tiếp và chính xác, Ta cũng có thé do chính xác lưu lượng một mặt cất và lặp lại chỉ mắt vài

phút khi di huyỂn qua sông Phép do lưu lượng dai rộng được thử nghiệm ở các

sông trên thể giới Kết quả đã đo được lu lượng lập lại với sự sai khác khoảng 2%

Cae phép đo có thé thực hiện được ở các sông nông tới mức Im.

Đường diy hoàn chỉnh của các mấy dải rộng gồm có 6 tin số

(75, 150, 300, 600, 1200 và 2400 kHz) cho các đãi đo và phân giải khác nhau ADCP

dải rộng đo vận tốc nước, van tốc so với đấy sông, độ sâu nước và cường độ âm phản.Phép đo lưu lượng: Khi ở vị trí mặt cắt ngang sông, hệ thống đo trên sông đải rộng thu.tắt củ các số liệu cần cho vie tỉnh toàn lưu lượng Những số iệu này là độ sâu vận tốcnước, vị trí theo phương nằm ngang trên sông Hệ thống xác định vị trí nằm ngang từphép do vận tốc đầy

Một số chỉ tiết kỹ thuật hệ thống của máy đo lưu lượng trên sông ADCP dảitông ở tin số 600kH2:

Độ sâu max: 200m:

“Trường hợp thông thường: 4 ~ 56m;

“Trường hợp nước nông: 0.8 ~ 8m;

Dai đo vận tốc: + Sms (mặc định);

Dai đo vận tốc max: + 20m5:

Độ chính xác: 4 0.25%, # 2.5mms.

Các thông tin thu thập được bằng máy do ADCP rit diy đủ, nhanh chồng và

chính xác cho các nghiên cứu về kết cấu dòng chảy trong sông Các kết qua đo đạc có

độ chính xác cao, lưu lượng lặp lại trung bình khoảng 2% Sử dụng máy do ADCP tiến

hành do các mặt cất trên sông Lô đoạn Lão Hoàng, vị trí các mặt cất được thé hiệntrong Bảng 2.1và trên Hình 2.1.Các tài liệu đo đạc do Công ty cỗ phần tư vấn xâydựng Việt Hà cung cấp

Bảng 2.1 Vị tí các mặt cắt đo thuỷ văn sông Lô khu vực Lão Hoàng,

Trạm do ý tình Mặt cit

vi Km684400 MG+

Tv Kn65:750 MCS

TV3 Km64+100 | MCT TVS Km62+600 | MC8

T5 Kms9+800 MC9 TV6 Km0+830 Sông Chay

Bảng 2.2 Số liệu khảo sát thuỷ văn tại một thời điểm

Vụ Quang | - Biên vào Lô Biên ra Lô Sông Chay

Qamsy | Q(mẺ) | Hem | Q(m)9) | Hom | Qim's) | Hom)

1857 1537 | 1687 | 1857 | 1544 | 320 | 1607

ale

Hình 2.1 Sơ đồ vị tr cdc mặt cắt do lu lượng đồng chảyCác số liệu đo đạc mặt ct lưu lượng đồng chiy ngoài thực địa sẽ được sử dụng

cho kiểm định và hiệu chỉnh mô hình toán

2.3.3 Tài liệu địa chất

Sit dụng báo cáo kết quả đo khảo sát địa chất thực hiện trong bước lập dự ánđầu tư và bước thiết ế kỹ thuật th công

Địa chất bờ sông Lô được cầu tạo bởi sét và sốt pha cất ở phía thượng lưu từkem56 trở lên hai bên bờ sông là đồi rọc và núi đá, Nhin chung địa chit 2 bở sôngtương đối ôn định ít bị xói lở Bia chất đáy sông chủ yêu à cát thd và sỏi cội có vùng

cuội sỏi có đường kính d = 2+3em Địa tang tại đoạn Lao Hoang, địa chat khu vực đơn.

ain, gdm hai lớp cát hat thô - rung màu xám vàng, xám nâu có lẫn ít sạn, trạng thi

ii rac, xốp, lớp này có bé đầy 2.5m Tiếp đến là lớp cát sạn - sói mi xâm vàng, xâm

nâu lẫn cuội nhỏ, trang thái chặt vừa, bé day đã khoan vào lớp rit mỏng là 0.5m, chưahết bể dầy của lớp

Địa chất lòng sông từ km 40 trở xuống Việt Trì chủ yến là cất vàng, cất nhỏ lẫn

phù sẽ

Từ km 40 tr lên thượng lưu đến Tuyến Quang địa chất day sông chủ yếu là cát

thô và sỏi cuội vùng cuội si có đường kính d= 2.+ 3em.

“rên cơ sở kết qua khảo sắt địa chất dọc tuyển sông Lô, kết hợp với kết quả

khoan khảo sát tại các vị trí đoạn cạn, vị trí dự kiến xây dựng kè chỉnh trị, đánh giá địa chất dọc tuy in sông Lô theo từng khu vực như sau:

Dogn Lão Hoàng:

Đoạn cạn khu vực Lão Hoàng - huyện đoan Hùng trơng đổi lớn với hiễu di

khoảng 650m, chiều rộng >300m Tại khu vục bãi cạn tiến hành khoan O1 lỗ khoan

cho kết quả: địa te, địa chất khu vực đơn giản, gồm hai lớp cát hạt th - trung màu

xám vàng, xấm nâu có lẫn sạn, trạng thi rời rạc, xốp, lớp này có 2.5m Tiếp

én là lớp cat sạn - sỏi màu xám vàng, xám nâu lẫn cuội nhỏ, trạng thái chặt vừa, bedẫy đã khoan vào lớp rit mỏng là 0.5m, chưa hết bề diy của lớp,

Giá trị các chi tiêu cơ lý của lớp trên như sau:

“Thành phẫn hạt sạn sôi P (6) sẽ

“Thành phan hạt cất E8 T14

“Thành phần hạt bụi DI 168

Khối lượng riêng hạt % Gốm) 7 26

lốc nghỉ của cát khi khô ác | @) 72608

Gốc nghỉ của cát khi ướt ay) QQộ 7 2080

Hệ số rong của cát lớn nhất Fan 0931

Hg số rong của cát nhỏ nhất sạn 0881

‘Kp lực tính toán quy ước Ro | &Giem) - 27

M6 dun tông biến dang, Eo GEm) 280

2.34 Tài liu iên quan phục vụ nghiên cứu

Tai liệu về (hủy vin (mục nước, lưu lượng) năm 2008 (sau kh nhà máy thủy điện Tuyên Quang di vào hoạt động 1/2008) do Phòng Tư vin và Khai thác tr liệu KTTV, trung tâm tư liệu khi tượng thủy văn thuộc Tổng cục khí tượng thủy văn - Bội

‘Tai nguyên và Môi trường cung cấp

~ Báo cáo quy hoạch phòng chống liđồng bằng sông Hong, Viện QHTL (2000)

- Dự án xây dựng quy tinh vận hành liên hỗ chứa rên sông Đà và sông Lô dim

bảo an toàn chống lũ Đồng bằng Bắc bộ khi có các hỗ Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên

Quang, Viện KHTL (2006),

- Để ti độc lập cắp nhà nước, Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du sông Lô - Gam

khi công trình thủy điện Na Hang đưa vào vận hành phát điện và chống

KHTL (2007).

~ Báo cáo hiện trạng dé điều tỉnh Phú thọ, tỉnh tuyên Quang năm 2008

2.4 Lựa chọn mô hình tính toán.

Hiện nay có nhiễu mô hình toán mô phỏng quá tinh diễn biển hình thái sông

biễn như: mô hình toán họ MIKE của Viện Kỹ thuật Tài nghuyên nước và mỗi trường của Ban Mạch (DHI Water & Environment), mô hình HEC của My, 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 hình đó, mô hình MIKE đã được ứng dụng khá phổ biếntrong và ngoài nước để nghiên cứu động lục và din biến xói bai lòng sông, cửa sông,

ven biển và ngoài khơi.

Vi vậy, rong đề tài này sẽ sử dụng mô hình Mike2IEM để tính toán, nghiên cứu giải pháp chống xói lở cho khu vực nghiên cứu.

MIKE 21 được xây dựng và phát triển bởi viện Thủy lực Ban Mạch (Danish Hydraulic Institute - DHI), là bộ phẳn mềm dùng để mô phỏng dong chảy tự do, vận cchuyén bùn cát, chất lượng nước và sóng trong sông, hỗ, cửa sông, bờ biển và nhỉ

hu vực dong chây khác.

25 Cơ sở lý (huyết mô hình

Mike 21FM là phiên bản hình thành về sau do nhu cầu mô phòng hình tháisông, được xây dựng trên hệ tọa độ lưới phi cầu trúc, được xây dựng dựa trên việc gi

hệ phương trình Saint-Vernant cho dòng chảy 2 chiều (hướng dọc sông và hướngngang), sử dụng hệ số Reynold trung bình và phương trình Navier-Stoké cho nhữngyêu cầu giả định của phương trình Boussinesq về áp lực thủy tĩnh Các phương trình

‘ca bản bao gồm: phương trình liên tục, phương trình mô men, phương trình nhiệt độ,

phương trình độ mặn và phương trinh mật độ Mô hình gdm 3 mô đun chính: mô đuntính thủy lực, mô đun tính bùn cát và mô đun hình thái Ngoài ra còn có nhiều mô dun

nhỏ mô phỏng các công trình trên sông bãi giữa Trong mô hình này, cả hệ toa độ

é-cée-o và toạ độ bình cầu đều được sử dụng, các yếu tổ thủy lực và bùn cát đượclấy trung bình

Hình 2.2, Lưới mô hình Mike21FM

Mö dun MIKE 21-HD chủ yếu tinh dòng chảy không én định trong vùng nướctương đối nông Nó tính đến những ảnh hưởng của thuỷ triều, gió, áp suất không khí,chênh lệch về mật độ (do nhiệt độ và độ muối), sóng, rối và các điểm khô ướt ở các bãi

sông Phương trình của đồng chảy trong mô dun này như.

Phương trình mô phóng chuyển động của dòng chảy 2 chiều ngang được tíchphân từ phương trình 3 chiéu theo chiều đứng thể hiện các quá trình bảo toàn vật chất

(0.1) và động lượng (0.2), (0.3) của dòng chảy như sau: