Xây dựng quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố hình thái và tỷ lệ phân lưu dòng chảy sông phân lạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long

Trên cơ sở số liệu đo đạc, khảo sát nhiều năm các yếu tố mặt cắt ướt của các lạch sông tại những đoạn sông phân lạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) cùng với lưu lượng dòng chảy vào các lạch sông tương ứng, đã xây dựng được mối quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố hình thái các lạch sông với tỷ lệ phân lưu dòng chảy vào các lạch sông. Bài báo xin giới thiệu kết quả nghiên cứu này.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG QUAN HỆ THỰC NGHIỆM GIỮA CÁC YẾU TỐ HÌNH THÁI VÀ TỶ LỆ PHÂN LƯU DỊNG CHẢY SƠNG PHÂN LẠCH VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG ThS Trần Bá Hoằng Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam Tóm tắt: Ở đồng sơng Cửu Long có nhiều sơng phân lạch Sơng phân lạch đoạn sông thường không ổn định chế độ dịng chảy ln thay đổi, tỷ lệ phân lưu lạch bị thay đổi tùy theo độ lớn lưu lượng mực nước dịng sơng chính, thay đổi hình thái trên, sau đoạn sông phân lạch Để giữ ổn định phân lưu cần phải theo dõi, đo đạc nhiều năm thơng số thủy lực, hình thái sơng nhánh sơng Trên sở số liệu đo đạc, khảo sát nhiều năm yếu tố mặt cắt ướt lạch sông đoạn sông phân lạch vùng Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) với lưu lượng dòng chảy vào lạch sông tương ứng, tác giả xây dựng mối quan hệ thực nghiệm yếu tố hình thái lạch sơng với tỷ lệ phân lưu dịng chảy vào lạch sông Bài báo xin giới thiệu kết nghiên cứu Summary: Base on the long term monitoring factor data of wetted cross section in tributaries of the confluence in Mekong River Delta, combined with the stream of each tributary, the author has built the empirical relation between the river morphology and distributed ratio of the stream in tributary confluence Those results of this research will be the database to determine the hydraulic and cross section factor when other associated factors in the relationship built below are known I ĐẶT VẤN ĐỀ Sông phân lạch tồn phổ biến sông lớn vùng đồng sông Cửu Long Đặc điểm đoạn sông phân lạch lịng sơng thu hẹp đầu, phình ra, dòng chảy chia thành hai lạch nhiều lạch, lạch bãi (người Nam Bộ gọi cù lao), có cao trình tương ứng với bãi tràn, thảm thực vật cư dân sinh sống, xem hình Hình Đoạn sơng phân lạch điển hình cắt đồ Google Người phản biện: PGS.TS Lê Mạnh Hùng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 27 KHOA HỌC Sông phân lạch đoạn sông thường không ổn định, ln có tranh chấp lạch lạch phụ hay lạch phụ, chế độ dịng chảy ln thay đổi, tỷ lệ phân lưu lạch bị thay đổi tùy theo độ lớn lưu lượng mực nước dòng sơng thay đổi hình thái trên, sau đoạn sông phân lạch Để giữ ổn định đoạn sơng phân lạch, nhằm chống xói lở lạch chính, chống bồi lắng lạch phụ hay lạch phụ, đảm bảo u cầu lũ, giao thơng thủy, lấy nước bảo vệ sống yên lành cho cư dân bãi hai bờ, cần phải theo dõi, đo đạc nhiều năm thơng số thủy lực, hình thái sơng nhánh sơng Đây việc làm phức tạp, tốn Vì xây dựng quan hệ hình thái với yếu tố thủy văn dịng chảy đoạn sơng phân lạch có ý nghĩa khoa học kinh tế II XÂY DỰNG MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ MẶT CẮT ƯỚT CÁC LẠCH SÔNG VỚI TỶ LỆ PHÂN LƯU QUA CÁC LẠCH VỚI SỐ LIỆU THỰC ĐO VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CÔNG NGHỆ Nam theo hai nhánh lớn - Sơng Tiền sơng Hậu, sau đổ Biển Đơng theo cửa, cịn cửa, cửa Basat bị bồi lắng từ nhiều năm qua Tổng chiều dài sông Tiền, sông Hậu cửa sông nằm lãnh thổ Việt Nam, đo đồ Google 640 km, có tới 40% tổng số chiều dài đoạn sông phân lạch Trong giai đoạn từ năm 1996 đến 2010, thực nhiều đề tài dự án chỉnh trị đoạn sông Tiền, sông Hậu, tiến hành nghiên cứu diễn biến đoạn sông phân lạch thuộc hai sơng Qua q trình nghiên cứu, đo đạc, khảo sát 17 lần đồng thời kích thước mặt cắt ướt sơng trước phân nhánh, kích thước mặt cắt ướt sông nhánh lưu lượng nhánh sông đoạn sông phân lạch Tân Châu – Hồng Ngự (sông Tiền), đoạn sông phân lạch khu vực thành phố Long Xuyên (sông Hậu) đoạn sông phân lạch khu vực thành phố Cần Thơ (sông Hậu) Tất số liệu đo đạc đồng nêu ghi bảng 1, với thời gian đo, ngày đo cụ thể Sông Mê Kong, đoạn chảy vào lãnh thổ Việt Bảng Số liệu đo đạc đồng thời kích thước mặt cắt ướt sơng chính, sơng nhánh lưu lượng tương ứng sơng chính, nhánh đoạn sông phân lạch sông Tiền, sông Hậu [2], [3], [6], [7] TT Đoạn sông Tân Châu 10 11 Long Xuyên 12 13 14 15 Thốt Nốt 16 17 28 Thời gian đo đạc 14h00' ngày 24/9/1996 09h00' ngày 03/4/2001 18h00' ngày 15/3/2003 8h20' ngày 7/8/2003 11h00' ngày 5/10/2007 12h00' ngày 12/6/2008 20h00' ngày 12/6/2008 12h00' ngày 24/9/2008 22h00' ngày 25/12/2010 04h00' ngày 27/12/2010 15h00' ngày 10/08/2003 18h00' ngày 08/10/2007 10h25' ngày 04/12/2010 06h25' ngày 05/12/2010 13h00' ngày 07/12/2010 23h00' ngày 09/12/2010 05h00' ngày 10/12/2010 Ho (m) Bo (m) 16,08 15,02 15,46 16,74 16,47 15,24 15,94 16,52 14,84 15,65 13,08 12,19 12,07 10,94 11,39 12,49 12,32 907 906 912 919 922 854 865 927 859 866 897 901 903 898 1214 1220 1217 Qo Qm Qn H (m) Bm (m) H (m) Bn (m) (m3/s) m (m3/s) n (m3 /s) 20700 12,01 512 7059 14,51 726 13641 5350 12,24 614 2600 12,35 639 2750 4008 12,95 657 2183 12,47 614 1825 13189 14,02 664 6370 14,05 623 6819 18375 14,51 697 10945 13,06 551 7430 6165 13,25 682 3940 11,31 503 2225 10252 13,82 689 6394 11,92 512 3858 19323 15,41 705 11985 13,51 531 7338 3833 13,29 702 2408 11,21 501 1425 8551 14,24 709 5606 11,97 493 2945 8412 12,46 792 6641 8,69 394 1771 13068 11,03 807 9657 8,31 422 3411 10061 11,36 798 7586 8,23 438 2475 5424 10,11 790 4324 7,08 425 1100 12353 7,19 463 2030 10,85 1082 10323 4130 8,03 474 850 11,98 1098 3280 5429 7,76 471 897 11,73 1091 4532 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Trong ký hiệu bảng là: Ho - chiều sâu trung bình dịng chảy sơng trước phân nhánh; Bo - chiều rộng mặt thống dịng chảy sơng trước phân nhánh; Q0 – Lưu lượng dịng chảy sơng chính; Hm - chiều sâu trung bình dịng chảy lạch đoạn phân lạch; Bm - chiều rộng mặt thống dịng chảy lạch chính; Qm – Lưu lương dịng chảy vào lạch chính; Hn - chiều sâu trung bình dịng chảy lạch phụ đoạn phân lạch; Bn - chiều rộng mặt thống dịng chảy lạch phụ; Qn – Lưu lượng dịng chảy vào lạch phụ Hình Đồ thị quan hệ chiều sâu tỷ lệ phân lưu Cũng từ bảng số liệu thực đo, xây dựng mối quan hệ tỷ số chiều rộng mặt thống dịng chảy sơng nhánh sơng (Bm/B0, Bn/B0 ) với tỷ lệ lưu lượng sơng nhánh sơng tương ứng (βm = Qm/Q0, βn = Qn/Q0) nhận mối quan hệ hình Trong có điểm thực đo với màu sắc khác tương ứng với đoạn sông phân lạch khác Biểu đồ quan hệ thể hình biểu diễn biểu thức toán học, B/B0=1,01(Q/Q0)0,54 hay B  1,01  0, 54 B (2) Hình Đoạn sơng phân lạch, thông số mặt cắt, lưu lượng sông sơng nhánh Từ số liệu đo đạc đồng thời đoạn sông phân lạch ghi bảng 1, xây dựng mối quan hệ tỷ số chiều sâu dịng chảy sơng nhánh sơng (Hm/Ho, Hn/Ho ) với tỷ lệ phân lưu sơng nhánh sơng tương ứng (β m = Qm/Q0, βn = Qn/Q0) nhận biểu đồ quan hệ hình Trong có điểm màu sắc khác đoạn sông phân lạch khác Biểu đồ quan hệ thể hình biểu diễn biểu thức tốn học, H/H0 = (Q/Q0)0,27 hay H  , 27 H (1) Hình Đồ thị quan hệ chiều rộng tỷ lệ phân lưu Cũng tương tự làm nhận mối quan hệ tỷ số mặt cắt ướt dòng chảy sơng nhánh (Am = Hm x Bm ), nhánh phụ An = Hn x Bn) sơng (A0 = H0 x B0 ) với tỷ lệ phân lưu lượng sơng nhánh sơng thể biểu đồ hình Biểu đồ quan hệ thể hình biểu diễn biểu thức toán học, 0, 81 A/A0 = 1,01(Q/Q0)0,54 hay A  1,01  A TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 (3) 29 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ KẾT LUẬN Hình Đồ thị quan hệ mặt cắt ướt tỷ lệ phân lưu Lưu ý rằng, công thức trên, yếu tố lạch lạch lạch phụ (ví dụ yếu tố H độ sâu lạch Hm, độ sâu lạch phụ Hn ) lúc tỷ lệ phân lưu β lạch tương ứng, β m βn Với cơng thức tìm được, có hệ thống đường cong thể hình sử dụng thực tế Hình Biểu đồ quan hệ β với H/H0; B/B0; A/A0 Từ quan hệ thu nhận thấy rằng: Do 1>βm> 0,5, nên yếu tố trên, lạch hay lạch phụ, có trị số nhỏ so với yếu tố đoạn đơn lạch Các yếu tố lạch phụ lại có trị số nhỏ so với yếu tố lạch chính, mức độ nhỏ yếu tố khơng nhau, chí sai khác lớn Đối với lạch ta có: H  B  A Q  H B A Q Đối với lạch phụ ta có: m m m m o o m H H n  B B n  A Q A Q n n 0   n 2- Từ công thức quan hệ thu được, biết yếu tố tìm yếu tố có liên quan Đặc biệt, biết H0 Hm Hn; B0 Bm Bn tìm tỷ lệ phân lưu βm βn tương ứng làm sở dự báo diễn biến đoạn sông phân lạch 3- Các công thức quan hệ công thức kinh nghiệm, thu sở số liệu thực đo vùng ĐBSCL, tất nhiên có phạm vi sử dụng vùng ĐBSCL, nghiên cứu đoạn sông phân lạch vùng khác, cần kiểm định lại mức độ phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Ngc Bớch (2000), Quy lut hỡnh thỏi sụng phân lạch vïng triều §ång b»ng Nam Bộ, Viện KHTL Miền Nam, tuyển tập kết khoa học công nghệ kỷ niệm 25 năm thành lập Viện (1987 - 2003), Nxb Nơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh [2] Lê Thanh Chương (2005÷2012), Báo cáo kết thực dự án, “Đo đạc giám sát diễn biến sạt lở, bồi lấp lòng dẫn sông Cửu Long ( Từ Sa Đéc đến biên giới Việt Nam – Campuchia)” [3] Lương Phương Hậu (2010) Nghiên cứu giải pháp khoa học - công nghệ cho hệ thống cơng trình chỉnh trị sơng đoạn trọng điểm vùng ĐBBB ĐBNB Báo cáo tổng kết đề tài KC08.14/06-10 [4] Lương Phương Hậu - Lê Ngọc Bích (1993), Nghiên cứu hình thái sơng cửu Long, Tạp chí Viện NCKH thủy lợi Nam Bộ [5] Lê Mạnh Hùng (2004), “ Nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn đề xuất giải pháp phòng chống cho hệ thống sông ĐBSCL", Báo cáo kết nghiên cứu đề tài nhà nước KC08-15.Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam [6] Lê Mạnh Hùng (2010), Báo cáo khảo sát thủy văn, “nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động khai thác cát đến thay đổi lịng dẫn sơng Cửu Long (sông Tiền, sông Hậu) đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác hợp lý” [7] Trần Bá Hoằng (2008), Báo cáo kết thực đề tài, “Nghiên cứu quy luật diễn biến đoạn sông phân lạch hệ thống sơng Cửu Long” 30 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 ... KẾT LUẬN Hình Đồ thị quan hệ mặt cắt ướt tỷ lệ phân lưu Lưu ý rằng, công thức trên, yếu tố lạch lạch lạch phụ (ví dụ yếu tố H độ sâu lạch Hm, độ sâu lạch phụ Hn ) lúc tỷ lệ phân lưu β lạch tương... dịng chảy lạch phụ đoạn phân lạch; Bn - chiều rộng mặt thống dịng chảy lạch phụ; Qn – Lưu lượng dòng chảy vào lạch phụ Hình Đồ thị quan hệ chiều sâu tỷ lệ phân lưu Cũng từ bảng số liệu thực đo, xây. .. hình thái sơng nhánh sơng Đây việc làm phức tạp, tốn Vì xây dựng quan hệ hình thái với yếu tố thủy văn dịng chảy đoạn sơng phân lạch có ý nghĩa khoa học kinh tế II XÂY DỰNG MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC