Để đáp ứng yêu cầu hoạt động của các ngành kinh tế quốc dân, con người phải xây dựng những công trìnhnh trên sông như: đập ngăn sông tạo thành hồ chứa nhân tạo (kho nước) phục vụ phát điện, phòng lũ, cấp nước, vận tải thủy, nuôi cá, ... Cửa lấy nước (có đập và không đập) phục vụ tưới, công nghiệp và sinh hoạt. Đê phòng lũ và các công trỡnh chỉnh trị uốn nắn sông nh: đập mỏ hàn (thu hẹp dòng, bảo vệ bờ), kè (bảo vệ bờ), thiết bị hướng dòng (hớng để dòng chảy xuôi thuận, gây chảy vòng nhân tạo), ... Các công trình giao thông trên sông như cầu, phà, bến cảng, âu tàu,...
Chương .V N ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN N SW C O M SÔNG ĐẾN DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Nguyễn Hồng Đức 7.1 Khái niệm V N để đáp ứng yêu cầu hoạt động ngành kinh tế quốc dân, ngời phải xây dựng nhng công trỡnh sông nh: N SW C O M - đập ngn sông tạo thành hồ chứa nhân tạo (kho nớc) phục vụ phát điện, phòng lũ, cấp nớc, vận tải thủy, nuôi cá, - Cửa lấy nớc (có đập không đập) phục vụ tới, công nghiệp sinh hoạt - đê phòng lũ công trỡnh chỉnh trị uốn nắn sông nh: đập mỏ hàn (thu hẹp dòng, bảo vệ bờ), kè (bảo vệ bờ), thiết bị hớng dòng (hớng để dòng chảy xuôi thuận, gây chảy vòng nhân tạo), - Các công trỡnh giao thông sông nh cầu, phà, bến cảng, âu tàu, 7.1 Khỏi nim N SW C O M V N Vấn đề nghiên cứu: • Bồi lắng kho nước xây dựng CT đầu mối, lòng sơng biến hình • Xói lở bờ kho nước • Xói lở cục & phổ biến hạ lưu đập • Diễn biến lòng sơng gần CT lấy nước • Ảnh hưởng CT giao thơng đến DBDS • Tác dụng CT uốn nắn điều chỉnh dòng sơng đến biến hình lòng sơng 7.2 Diễn biến lòng sông tác dụng đập ngăn sông V N – Xây dựng đập dâng nước chắn ngang sông => chế độ dòng chảy sơng thay đổi lớn: N SW C O M • Thượng lưu đập, nước sơng dâng cao tạo thành hồ chứa nước nhân tạo (kho nước) => đoạn tiếp giáp sông thượng lưu hồ mang tính chất cửa sơng • hạ lưu: mặt cắt sơng bị thu hẹp dòng chảy hồn tồn phụ thuộc vào chế độ điều tiết hồ – Bồi lắng hồ, xói lở bờ hồ sóng gió xói lở hạ lưu đập Hồ Hòa Bình – Nhiệm vụ: phòng lũ phát điện .V N • dài khoảng 230 km, rộng trung bình khoảng km, sâu trung bình 50 m, diện tích mặt thống khoảng 208 km2, dung tích tỷ m3, mực nước dâng bình thường 115 m cao trình đỉnh đập 123 m M – Thượng lưu đập Hồ Bình: bồi lắng lòng hồ xói lở bờ hồ O – Hạ lưu: N SW C Trước năm 1989, hồ Hồ Bình chưa vào hoạt động: • Xu biến đổi lòng dẫn hàng năm thay đổi theo độ lớn trận lũ Những năm có lũ lớn, bùn cát có xu lắng đọng; ngược lại, năm có lũ nhỏ, lòng sơng có xu bị xói • Nếu mực nước lũ Hà Nội lớn 10 m xáy lắng đọng, mực nước cao lắng đọng nhiều • Trong thời kỳ nhiều nước (1959-1970), lòng sơng có xu bồi cao thêm Trong thời kỳ nước, lòng sơng có xu hạ thấp xuống bị xói lở V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N 7.3 DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Ở GẦN CÁC CỬA LẤY NƯỚC N SW C O M V N Diễn biến lòng sơng gần cửa lấy nước khơng đập – Đặc điểm: kênh đào tự chảy, bố trí cống khống chế để chủ động điều chỉnh lượng nước dẫn vào kênh – thường bố trí bờ lõm đoạn sông cong, cách điểm chuyển tiếp từ thẳng sang cong (tức chỗ bắt đầu đoạn cong) đoạn ÷ lần chiều rộng sơng cong 7.3 DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG Ở GẦN CÁC CỬA LẤY NƯỚC N SW C O M V N Diễn biến lòng sơng gần cửa lấy nước có đập – Đặc điểm: Để khống chế cách chủ động lưu lượng nước lấy vào cửa lấy nước, xây dựng dòng sơng đập ngăn nước có cửa van đóng mở – Cửa lấy nước thường bố trí gần đập phía thượng lưu đập – Sau xây dựng đập, tình hình dòng chảy thượng lưu đập thay đổi, lòng sơng bị bồi lắng biến hình, ảnh hưởng định đến cửa lấy nước Về mùa kiệt, lòng sơng thượng lưu đập lộ nhiều dòng rẽ bãi cát, có lúc cửa lấy nước bị lấp kín 7.4 Diễn biến lòng sông gần công trỡnh giao thông sông M V N Các mố cầu, trụ cầu làm thu hẹp dòng chảy làm cho dòng chảy bị biến đổi nhiều ặ biến đổi tơng ứng lòng sông Thợng lu cầu, mố cầu cản trở dòng chảy, nớc không thoát nhanh nên bị ứ lại dâng lên tơng đối cao, tốc độ dòng giảm nhỏ sinh bồi lắng SW C O Tại khu vực trụ cầu mố cầu, dòng chảy bị thu hẹp lại mà lòng sông xảy hai loại biến hỡnh: N (1)xói phổ biến đáy sông gia trụ cầu, mố cầu gây tng lên lu lợng dòng chảy đơn vị Sơ đồ biến hỡnh lòng sông nơi gần cầu đoạn sông cong (2) xói cục đáy sông quanh trụ cầu, a) oạn cong tiến gần đến đầu cầu cong tiến đến gần đê kè nối với mố cầu gây thay đổi kết cấu dòng chảy b)đầuoạn cầu Hạ lu cầu, dòng chảy lại mở rộng, tốc độ giảm c) oạn cong tiến đến gần công trỡnh trị sông gần cầu nhỏ gây bồi lắng bùn cát 7.4 Diễn biến lòng sông gần công trỡnh giao thông sông Sông vùng đồng bằng, sau xây dựng cầu, dòng chảy bị thu hẹp nên lòng sông có nhng biến hỡnh định N SW C O M V N Nếu cầu xây đoạn sông cong, đỉnh đoạn cong phát triển tiến dần phía mố đầu cầu Nếu cầu xây đoạn sông lạch nhiều lạch xuôi thuận thẳng thỡ tỡnh hỡnh diễn biến lòng sông có khác với đoạn sông cong Nói chung nhng đoạn sông này, diễn biến lòng sông chủ yếu bãi bờ sông dịch chuyển hạ lu biến hỡnh theo chiều dọc theo dòng chảy không rõ rệt nh đoạn sông cong gấp khúc Chiều sâu mặt cắt nơi có đầu cầu biến đổi có tính Sơ đồ biến hỡnh lòng sông nơi gần cầu chất chu k nên bờ sông hai đầu cầu xói lở đoạn sông cong a) oạn cong tiến gần đến đầu cầu mang tính chÊt chu kỳ Sù xãi lë theo chiỊu b) Đo¹n cong tiến đến gần đê kè nối với đầu cầu rộng sông tơng đối nhỏ c) oạn cong tiến đến gần công trỡnh trị sông gần cầu 7.4 Diễn biến lòng sông gần công trỡnh giao thông sông N SW C O M V N Nhiệm vụ công trỡnh trị sông gần cầu bảo vệ cho công trỡnh bắc qua sông nh cầu, cầu máng khỏi bị dòng chảy gây xói lở ối với sông cong xuôi thuận, biện pháp thờng dùng là: - Làm cho dòng chảy tách xa tờng dẫn gần đầu cầu chảy xuôi thuận vào khoảng gia hai mố cầu để tránh biến hỡnh lòng sông mang tính chất cục - Khống chế đoạn cong để chúng không tiến sát vào mố đầu cầu ể uốn nắn điều chỉnh đoạn sông gần cầu nh đoạn sông khác, cần phải xác định tuyến trị sông, mực nớc thiết kế thiết kế công trỡnh trị sông Trong loại công trỡnh thờng gặp, ngời ta dùng loại đập hớng dòng để thu hẹp lòng sông, khiến tốc độ gia trụ cầu phân bố đều, không chảy tập trung gây xói lở Mặt khác, ngời ta dùng biện pháp bảo vệ mố cầu để mố cầu khỏi bị xói nh bỏ đá thả bè chỡm Các biện pháp trị sông khác thờng gặp nh nắn thẳng lòng sông, lấp khe lạch, bảo vệ bờ, củng cố bãi làm ổn định dòng sông, khiến dòng sông diễn biến theo hớng có lợi 7.5 Tác dụng công trỡnh trị sông đến diễn biến lòng sông N SW C O M V N 1) Các công trỡnh bảo vệ bờ đáy sông Công trỡnh bảo vệ bờ đáy sông loại công trỡnh dùng vật liệu xây dựng che phủ cho bờ sông đáy sông khỏi bị xói lở tác dụng dòng nớc Loại công trỡnh không làm cản trở dòng nớc 7.5 Tác dụng công trỡnh trị sông đến diễn biến lòng sông N SW C O M V N 2) Công trỡnh trị sông nớc không xuyên qua Công trỡnh trị sông nớc không xuyên qua loại công trỡnh dùng vật liệu bền vng nh đá hộc, bê tông, sắt thép, để xây dựng Loại cho phép dòng nớc chảy vòng qua không chảy xuyê qua công trỡnh ây loại công trỡnh có tác dụng cản dòng tơng đối lớn, đẩy dòng nớc chảy xa bờ, hớng dòng chảy theo ý muốn ngời ngăn dòng chảy lại Loại thờng bố trí nơi xói lở cục tơng đối lớn N SW C O M V N Hệ thống đập mỏ hàn bảo vệ bờ biển Đồ Sơn N SW C O M V N Hệ thống đập mỏ hàn bảo vệ bờ sông Hà Lan .V N M O C SW N N SW C O M V N Đập thuận dòng N SW C O M V N Đập khóa chìm liờn tip 7.4 Diễn biến lòng sông gần công trỡnh giao thông sông M V N 3) Công trỡnh trị sông nớc xuyên qua Công trỡnh trị sông nớc xuyên qua loại công trỡnh dùng loại vật liệu nh tre, gỗ, lau sậy, để xây dựng Loại vừa khiến cho dòng chảy chảy vòng qua đầu công trỡnh, vừa cho nớc xuyên qua thân công trỡnh xuống hạ lu N SW C O Tác dụng nh cản trở dòng chảy, đẩy dòng chủ lu lệch ít, hớng dòng chảy xuôi thuận bịt dòng mức độ định để gây bồi lắng Công trỡnh thuộc loại công trỡnh tạm thời 7.4 Diễn biến lòng sông gần công trỡnh giao thông sông 4) Công trỡnh chảy vòng nhân tạo N SW C O M V N ây loại công trỡnh Pôtapôp (Liên Xô cũ) đề xuất, khống chế chuyển động bùn cát từ khống chế xói bồi lòng sông Công trỡnh chảy vòng nhân tạo đợc thiết kế dựa nguyên lý, đặc điểm dòng chảy vòng sông cong, nghĩa tạo dòng chảy mặt dới đáy ngợc hớng nên hỡnh chiếu mặt cắt ngang hỡnh thành vòng kín Công trỡnh chảy vòng nhân tạo thờng đợc sử dụng để: - Uốn nắn cửa lấy nớc nh làm thay đổi phơng thức chuyển động bùn cát, phòng ngừa làm giảm bớt bồi lắng cửa lấy nớc Hiệu sử dụng công trỡnh chảy vòng nhân tạo vào mục đích tốt - Bảo vệ bờ, biến bờ sông bị xói lở thành bị bồi lắng - Xói sâu đờng vận tải thủy Hai bên bờ đờng vận tải thủy lắp thiết bị chảy vòng tạo dòng chảy vòng nhân tạo Hiệu sử dụng công trỡnh chảy vòng nhân tạo vào mục đích tốt - Uốn nắn đoạn sông phân dòng Ngời ta thờng lắp công trỡnh chảy vòng nhân tạo vào nơi sông phân dòng, lái dòng nớc mang bùn cát mặt chảy vào dòng chín dòng đáy mang nhiều bùn cát vào dòng rẽ phụ làm cho dòng rẽ phụ bị bồi lắng bị bịt hẳn V N M O C SW N ... biến hạ lưu đập • Diễn biến lòng sơng gần CT lấy nước • Ảnh hưởng CT giao thơng đến DBDS • Tác dụng CT uốn nắn điều chỉnh dòng sơng đến biến hình lòng sơng 7. 2 Diễn biến lòng sơng tác dụng đập ngăn... gây chảy vòng nhân tạo), - Các công trỡnh giao thông sông nh cầu, phà, bến cảng, âu tàu, 7. 1 Khỏi nim N SW C O M V N Vấn đề nghiên cứu: • Bồi lắng kho nước xây dựng CT đầu mối, lòng sơng biến... nước (195 9-1 970 ), lòng sơng có xu bồi cao thêm Trong thời kỳ nước, lòng sơng có xu hạ thấp xuống bị xói lở V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N .V N M O C SW N 7. 2 Diễn