Ảnh hưởng của việc khai thác cát tới phân lưu dòng chảy trên đoạn sông Phân Lạch chảy qua thành phố Long Xuyên

Bài viết đề cập tới giải pháp mở rộng, khơi thông dòng chảy thông qua việc khai thác cát, nhưng vẫn đạt được mục đích chính trị, giữ ổn định tỷ lệ phân lưu của đoạn sông này.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC KHAI THÁC CÁT TỚI PHÂN LƯU DỊNG CHẢY TRÊN ĐOẠN SƠNG PHÂN LẠCH CHẢY QUA THÀNH PHỐ LONG XUYÊN PGS.TS Lê Mạnh Hùng ThS Đặng Thị Hồng Huệ KS Nguyễn Thanh Khởi KS Bùi Hữu Anh Tuấn Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Sơng phân lạch xuất phổ biến vùng đồng bằng, đoạn sơng khơng ổn định có tranh chấp lạch sơng Điều dẫn tới xói lở, bồi lắng xen kẽ lạch trí lạch, khó kiểm sốt không giữ ổn định tỷ lệ phân lưu dịng chảy lạch Đoạn sơng Hậu chảy qua thành phố Long Xuyên đoạn sông phân lạch với nhánh trái bị bồi lấp, hình thành nhiều cồn bãi, lưu lượng dịng chảy qua nhánh sơng giảm dần theo thời gian nhánh phải dòng chảy tăng lên đáng kể, dẫn tới tình trạng xói lở mạnh nhiều nơi làm nhiều nhà cửa, sở hạ tầng bị dịng nước trơi Với mong muốn khai thác cát sông làm vật liệu xây dựng, tôn nền… tận thu tài nguyên cát sông đồng thời khơi thơng luồng lạch tạo dịng chảy thơng thống, giữ ổn định tỷ lệ dòng chảy hợp lý hai nhánh sơng, tránh tình trạng xói bồi khó kiểm sốt xảy đoạn sơng phân lạch này, tập thể tác giả tiến hành nghiên cứu nhiều kịch khai thác cát nhánh trái đoạn sông phân lạch chảy qua thành phố Long Xuyên mô hình vật lý, Phịng thí nghiệm điểm quốc gia thuộc Viện Khoa Học Thủy lợi Việt Nam Dưới số kết tính tốn thiết kế, kiểm định mơ hình vật lý kết thu từ thí nghiệm - ảnh hưởng kịch khai thác cát tới tỷ lệ phân lưu dòng chảy lạch Summary: Dividing creeks river are quite common in lower area, they are very unstable because of the dispute between the creeks This leads to erosion, sedimentation alternating between the creeks, and even within a same creek That is very difficult to control if we not keep stable the flow rate distribution in the creeks The Hau river, that flows through Long Xuyen city, is a division creek river which the left branch is being filled, the discharge through this branch is decreasing over time, and in the right branch, the flow is increased significantly It leads to strong erosion in many places and wash away many houses, infrastructure For the purpose of mining the river sand resources as building materials and also widening of branchs, creating smooth flow, keep stable the flow rate distribution reasonable, avoid erosion damages, the authors have conducted a research with a several scenarios of sand exploitation on the left branch, which flows through Long Xuyen city using physical model, at the Key Laboratory of River and Coastal engineering (KLORCE), VN academy for Water resources Here are some results of designing calculation, model verification and results obtained from the experiment – the effect of the sand exploitation scenarios to the flow rate distribution between the creeks Người phản biện: PGS.TS Đinh Cơng Sản TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐẶT VẤN ĐỀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH VẬT LÝ Nghiên cứu thủy lực dòng chảy thưc nghiệm qua mơ hình vật lý đóng vai trị quan trọng, có số tượng vật lý xảy thực tế mà chưa thể mô phỏng, chưa thể giải công cụ tốn học đơn Trên mơ hình vật lý mơ chế độ dịng chảy phức tạp xảy ngồi thực tế, sở kiểm chứng lý thuyết, xác lập quan hệ thực nghiệm đưa định đắn, xác nhằm chỉnh trị, giữ ổn định cho đoạn sơng có chế độ dịng chảy phức tạp 2.1 Phạm vi đặc điểm đoạn sông nghiên cứu Để điều chỉnh tỷ lệ phân lưu nhánh đoạn sơng phân lạch, Long Xun sử dụng nhiều giải pháp khác nhau: xây dựng kè lái dòng vào lạch phụ bị bồi lấp, xây đập ngầm cản dịng chảy lạch chính, nạo vét lòng dẫn lạch phụ, kết hợp nhiều giải pháp đồng thời… Trong phạm vi báo đề cập tới giải pháp mở rộng, khơi thơng dịng chảy thơng qua việc khai thác cát, đạt mục đích chỉnh trị, giữ ổn định tỷ lệ phân lưu đoạn sơng Hình 1: Vị trí đoạn sơng Hậu nghiên cứu Đoạn sơng nghiên cứu thuộc sông Hậu, chảy qua thành phố Long Xuyên, tính từ kênh Chắc Cần Đạo đến cuối cù lao Mỹ Hịa Hưng, thể hình Là đoạn sông phân lạch (phân nhánh), lạch sông phát triển mạnh, tranh chấp lẫn Nhánh trái cù lao Mỹ Hịa Hưng lịng dẫn có xu bị bồi lấp, nhiều cồn bãi hình thành, cao trình đáy sơng từ -3.0 m đến -10.0 m; nhánh phải bị xói lở mạnh, mở rộng thêm, đoạn bờ thuộc địa phận thành phố Long Xuyên, đào sâu dần, cao độ đáy sông từ -16 m đến -21 m Địa hình hai bờ sơng tương đối phẳng, bờ phải tập trung nhiều sở hạ tầng, nhà cửa, phía bờ trái cù lao Mỹ Hòa Hưng chủ yếu bãi trồng ăn hoa màu nhân dân địa phương Địa chất bờ sông lớp sét bột màu nâu, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy, đáy sông lớp đất cát, cát pha hạt nhỏ, trạng thái chặt đến chặt vừa từ xuống Hình 2: Mặt tổng thể mơ hình vật lý đoạn sơng Hậu (tỷ lệ L=400; h=80) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC Chế độ khí tượng, thủy văn có số đặc điểm sau: mùa mưa hàng năm từ tháng đến tháng 12 chiếm 90% lượng mưa hàng năm với tổng lương mưa trung bình năm 2300 mm Chế độ thủy văn phụ thuộc vào dịng chảy thượng nguồn sơng Mê Kong chế độ thủy triều Biển Đông Cường suất lũ lớn dao động từ 17 cm/ngày đến 36 cm/ngày với thời gian lũ lên xuống dài tới tháng 2.2 Thiết kế xây dựng mơ hình Thiết kế mơ hình đoạn sơng nghiên cứu theo tiêu chuẩn Reynolds, mơ hình tổng thể biến thái Phạm vi xây dựng mơ hình đoạn sơng nghiên cứu, với chiều dài 14000m, chiều rộng 6000 m, CÔNG NGHỆ cao trình mép bãi sơng +2.0 m, lịng sơng chỗ sâu -22 m Mơ hình xây dựng với kích thước LBH=(45150.7) m, dựa số liệu đo đạc thực tế thể hình Trong mơ hình lịng sơng, bờ sơng trát cứng vữa xi măng cát gắn nhám hiệu chỉnh cho đáy sơng mái bờ sơng hình Tỷ lệ mơ hình mặt λL=400, tỷ lệ theo chiều đứng λh=80 Kiểm tra điều kiện tương tự cho kết số Reynolds mơ hình Rem=27950> Regh=5000, dịng chảy mơ hình thỏa mãn điều kiện khu vực bình phương sức cản điều kiện tương tự trạng thái thủy lực dòng chảy mơ hình ngun hình Cù lao Mỹ Hịa Hưng Nhánh trái Nhánh phải Hình 3: Mặt tổng thể mơ hình (nhìn từ thượng lưu) tỷ lệ l=400; h=80 2.3 Chế độ lưu lượng mực nước thí nghiệm mơ hình - Q5=5000m3/s, Ztl=0,50m, Zhl=0,42m (lũ nhỏ mực nước sông thấp thiên bất lợi) Từ số liệu thực đo kết tính tốn mơ hình tốn (mơ hình Mike) chúng tơi xác định biên lưu lượng, biên mực nước chọn cấp lưu lượng đại diện cho trình lũ (lũ lớn, lũ thường xuyên lũ nhỏ) để thí nghiệm, gồm có: 2.4 Trình tự bước thí nghiệm mơ hình - Q1=16100m3/s, Ztl=2,62m, Zhl=2,32m (lũ lớn xảy năm 2000); Thí nghiệm phương án trạng để đánh giá phù hợp nguyên hình mơ hình tỷ lệ phân lưu dịng chảy, tình trạng xói lở, bồi lắng nhánh sơng, thơng qua việc đo đạc biểu đồ phận bố vận tốc vị trí mà thực tế xảy tượng xói bồi - Q2=14000m3/s, Ztl=1,84m, Zhl=1,56m (lũ thường xuyên) - Q3=12658m3/s, ZTL=1,25m, ZHL=1,01m (lũ thường xuyên- xảy vào tháng 11/2011); - Q4=9000m3/s, Ztl=0,39m, Zhl=0,20m (ảnh hưởng triều - xảy vào tháng12/2010); Thí nghiệm hiệu chỉnh nhám mơ hình sau xây dựng xong, vào lưu lượng mực nước thực đo thí nghiệm hiệu chỉnh gắn nhám lịng sơng, nhám bờ Thí nghiệm kịch khai thác cát để xác định tỷ lệ phân lưu, đánh giá chế độ thủy lực xói lở, bồi lắng ứng với kịch khai thác cát khác TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kiểm nghiệm hiệu chỉnh nhám mơ hình - Chọn hai cấp lưu lượng điển hình để kiểm nghiệm hiệu chỉnh nhám lịng sông, nhám bờ: + Q1=14000 m /s; Ztl=1.84 m; Zhl=1.56 m; ΔZ=0.28 m (kiểm nghiệm nhám lịng sơng nhám bờ); + Q2=9000 m3/s; Ztl=0.39 m; Zhl =0.20 m; ΔZ =0.19 m (kiểm nghiệm nhám lịng sơng) - Phương pháp hiệu chỉnh nhám: mở lưu lượng Q cấp vào mơ hình, khống chế mực nước hạ lưu xem xét mực nước thượng lưu Khi mực nước thượng lưu với số liệu thực đo ngồi thực tế, độ nhám lịng sơng đảm bảo tương tự với thực tế Nếu mực nước thượng lưu thấp cao mực nước thực tế, nghĩa độ nhám mơ hình chưa đạt cần phải “tăng nhám” “giảm nhám” - Kết hiệu chỉnh gắn nhám: Với mơ hình đoạn sơng chọn phương pháp gắn nhám thưa dạng hoa mai theo công thức Viện nghiên cứu cơng trình thủy thành phố Thiên Tân Trung quốc:  = 0.0138 d Với d đường kính viên nhám, công thức phù hợp với d=4.3 mm đến d=26.4 mm (d=5% đến 10% chiều sâu dòng chảy); L khoảng cách viên đá gắn nhám L = (10 12) d; Kết sau hai lần hiệu chỉnh nhám mơ hình xác định với lạch phải dùng đá có đường kính d=12 mm15 mm; L≈12 cm; nhánh trái dùng đá với d ≈6 mm; L ≈7 cm; Kết thí nghiệm mơ hình độ chênh lệch mực nước thượng hạ lưu xấp xỉ với thực đo (với Q=14000 m3/s; ΔZ=28 cm  ΔZt.đo=29 cm; Q=9000 m3/s; ΔZ=18 cm  ΔZt.đo=19 cm) - hình 4, phương án hiệu chỉnh nhám đảm bảo tương tự, mơ hình đạt u cầu Hình 4: Đường mặt nước kiểm nghiệm hiệu chỉnh nhám mô hình - nhánh phải 3.2 Kết mơ hình phương án trạng - Kết thí nghiệm mơ hình cho thấy phân lưu dịng chảy hai nhánh sơng không đều, lưu lượng phần lớn vào nhánh phải Lưu lượng lũ sông Hậu Qs đến cù lao Mỹ Hịa Hưng phân lưu vào hai nhánh sơng, phần lưu lượng vào nhánh phải (lạch chính) Q p nhánh trái (lạch phụ) Q T; tỷ lệ phân lưu vào nhánh trái chiếm 15% đến 21.5% lưu lượng tổng sông Hậu lưu lượng lũ nhỏ với mực nước sơng thấp tỷ lệ phân lưu vào nhánh trái nhỏ, điều hoàn toàn phù hợp với đo đạc thực tế, bảng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 1: Kết thực nghiệm phân lưu hai nhánh sông - phương án trạng TT Q sông (m3/s) ZHL (m) 18000 Nhánh phải (chính) Nhánh trái (phụ) Qp (m /s) Tỷ lệ % QT (m3/s) Tỷ lệ % 2.25 14184.0 78.38 % 3816.0 21.62 % 16100 2.32 12648.2 78.56 % 3451.8 21.44 % 14000 1.56 11065.6 79.04 % 2934.4 20.96 % 12658 1.10 10194.7 80.54 % 2463.3 19.46 % 9000 1.01 7998.3 81.88 % 1001.7 18.12 % 5000 0.42 4250.2 85.10 % 749.8 14.90% Đường dịng lưu hướng vị trí phân lưu dòng chảy hai nhánh (trước cù lao Mỹ Hịa Hưng) chúng tơi đo gần 30% chiều rộng mặt cắt sơng có đường dịng vào nhánh trái, cịn lại 70% chiều rộng mặt cắt sơng đường dịng vào nhánh phải - hình Dịng chảy nhánh phải, lưu lượng lớn chiếm 78,5% đến 85% lưu lượng sơng, vào mùa nước trung nước lũ, lưu tốc dòng chảy lớn V=1.21.8 m/s, sau phân lưu sát bờ phải cù lao Mỹ Hịa Hưng sau xiên sang mái bờ phải (bờ phía thành phố Long Xun) Vận tốc dịng chảy lớn vận tốc xói cho phép đất bờ sông Hậu khu vực nhiều (Vcp=0.60.8 m/s), thời gian dài, thêm vào sóng tàu thuyền qua Dòng chảy xiết đầu cù lao Mỹ Hòa Hưng lại làm cho mép bờ phải cù lao Mỹ Hịa Hưng bờ sơng Hậu khu vực thành phố Long Xuyên bị sạt lở nhiều năm Trái ngược với nhánh phải, nhánh trái sông Hậu đoạn sông phân lạch khu vực thành phố Long Xuyên, sau vị trí phân lưu khoảng 1200 m sơng rộng vận tốc đạt V=0.30.5m/s đoạn sông bị bồi lắng nghiêm trọng Như trạng phân lưu dịng chảy khơng hai nhánh sơng nguyên nhân gây xói lở bờ với nhánh bồi lắng bên nhánh phụ diễn nay, cần có giải pháp điều tiết bớt lưu lượng sang nhánh trái nhằm trì ổn định cho đoạn sơng phân lạch Dịng xiết bên bờ trái đầu cù lao ơng Hổ Dòng xiết chuyến sang bờ phải sau đoạn cong Hình 5: Hình ảnh dịng chảy, lưu hướng dịng chảy ngã ba phân lưu nhánh phải TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 3.3 Các kịch khai thác cát tiến hành thí nghiệm Vị trí khai thác cát mặt kịch KB-I thể hình Qua kết thí nghiêm mơ hình vật lý phương án trạng cho thấy, để giữ ổn định đoạn sông phân lạch chảy qua thành Phố Long Xun, cần khơi thơng dịng chảy để lưu lượng qua nhánh trái tăng lên, tức giảm lưu lượng dòng chảy qua nhánh phải, giảm vận tốc dòng chảy qua nhánh này, điều đồng nghĩa với việc giảm sạt lở bờ Tuy khai thác để khơi thơng dịng chảy, để đạt mục đích tăng lưu lượng nhánh trái giảm lưu lượng nhánh phải cần phải tiến hành thí nghiêm mơ hình qua kịch khai thác cát, thực thực tế, sở hướng dẫn việc khai thác cát đạt kết chỉnh trị đoạn sông b Kịch (KB-II) khai thác cát mặt cắt tách dòng phân lạch, với trường hợp a Kịch (KB-I) khai thác cát nhánh trái, vị trí mặt cắt bên nhánh trái sau phân nhánh khoảng 650m (sau mặt cắt tách dòng phân lạch khoảng 1000m phía hạ du), nghiên cứu với trường hợp - Trường hợp (KB-I.1) chiều dài khai thác 2500m phía hạ lưu, độ sâu khai thác 3m, chiều rộng khai thác từ B1=200m (chiều rộng đầu hố khai thác) đến B2=500m (chiều rộng cuối hố khai thác) - Trường hợp (KB-I.2) chiều dài khai thác 2500m phía hạ lưu, độ sâu khai thác 5m, chiều rộng khai thác từ đầu hố B1=200m đến cuối hố B2=500m B1 - Trường hợp (KB-II.1) chiều dài khai thác 3500 m phía hạ lưu, độ sâu khai thác 3m, chiều rộng khai thác từ đầu hố B1=200m đến cuối hố B2=500m - Trường hợp (KB-II.2) chiều dài khai thác 3500 m phía hạ lưu, độ sâu khai thác 5m, chiều rộng khai thác từ đầu hố B1=200m đến cuối hố B2=500m Vị trí khai thác cát mặt kịch KB-II thể hình c Kich (KB-III) khai thác cát nhánh trái mặt cắt tách dịng phân lạch tới vị trí nhập lưu hai nhánh (mở rộng hai bên bờ đầu lạch trái b1=160m, b2=120m vát dài l=400m thành dải hình tam giác kéo dài nhánh trái đến hết vị trí bị bồi lắng), với trường hợp - Kịch (KB-III.1): độ sâu khai thác 3m, chiều rộng khai thác B1=200m; B2=500m, B3=200m - Kịch (KB-III.2): độ sâu khai thác 5m, chiều rộng khai thác B1=200m; B2=500m, B3=200m Vị trí khai thác cát mặt kịch KBIII thể hình B1 B2 B2 Phạm vi khai thác cát Phạm vi khai thác cát Hình 6: Phạm vi khai thác cát theo kịch KB-I (KB-I.1: H=3m; KB-I.2: H=5m) Hình 7: Phạm vi khai thác cát theo kịch KB-II (KB-II.1: H=3m; KB-II.2: H=5m) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ b Mơ mơ hình vật lý a Phạm vi khai thác cát Hình 8: Phạm vi khai thác cát theo kịch KB-III (KB-III.1: H=3m; KB-III.2: H=5m) 3.4 Kết thí nghiệm kịch khai thác cát thảo luận - Kịch KB-I khai thác cát nhánh trái bị bồi lấp, điểm khai thác bắt đầu mặt cắt bên nhánh trái sau phân nhánh khoảng 650m phía hạ lưu (sau mặt cắt tách dịng phân lạch khoảng 1000m), với chiều dài khai thác 2500 m (khoảng 1/3 chiều dài lạch trái) Kết đo đạc mơ hình vật lý cho thấy: + Trường hợp KB-I.1, hiệu phân lưu không đáng kể tỷ lệ phân lưu dịng chảy sang lạch trái tăng khơng nhiều tăng từ 1,5% đến 2,8% so với trạng, đường dòng lưu hướng chảy vào nhánh trái vị trí phân dịng mở rộng thêm từ 5m đến 10m tùy thuộc vào độ lớn lưu lượng dịng sông + Trường hợp KB-I.2: Với chiều sâu khai thác cát tăng H=5m, đường dòng lưu hướng vào nhánh trái tăng thêm 8m đến 12m tỷ lệ lưu lượng chuyển từ nhánh phải sang nhánh trái tăng 0,3% đến 0,8% so với KBI.1 Với kịch KB-I khai thác cát cho đoạn sông bên nhánh trái sau phân lưu nên hiệu phân lưu không đáng kể, lưu lượng chuyển bớt từ nhánh phải sang nhánh trái chưa nhiều, chế độ thủy lực dòng chảy hai nhánh sơng chưa cải thiện, chưa có tác động đến thay đổi lưu hướng lưu tốc dịng chảy giống phương án trạng khả gây xói lở bờ phía thành phố Long Xuyên gây bồi lắng bên nhánh trái tồn - Kịch KB-II khai thác cát nhánh trái bị bồi lấp, điểm khai thác bắt đầu mặt cắt tách dòng phân nhánh với chiều dài khai thác 3500m (khoảng 1/2 chiều dài lạch trái) Kết đo đạc mơ hình vật lý cho thấy: + Trường hợp KB-II.1: lịng sơng nhánh trái khơi thơng kéo dài thượng lưu đến vị trí tách dòng phân lưu nên đường dòng lưu hướng vào lạch trái tăng thêm 40m, phần lưu lượng vào nhánh trái tăng thêm 5,5% đến 9% so với phương án trạng + Trường hợp KB-II.2: Với phạm vi khác thác cát kịch KB-II.1, độ sâu khai TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ thác m, kết cho thấy lưu lượng dòng chảy vào lạch phụ tăng lên 7,5%- 11% so với phương án trạng tùy theo độ lớn dịng chảy sơng Và lưu lượng dịng chảy vào nhánh trái đạt khoảng 30% so với lưu lượng sơng Đường dịng phân chia lưu lượng mặt cắt ngang sông mặt cắt phân lưu đạt 380m đến 400m tổng chiều rộng mặt cắt sông 1080 m (với Q=16100m3/s đạt 400m so với phương án trạng 320m), xem hình Với kịch KB-II phạm vi khai thác cát vị trí tách dịng phân lạch nên có hiệu phân lưu dòng chảy, lưu lượng vào nhánh phải chuyển bớt sang nhánh trái nhiên lưu lượng sơng lớn lưu lượng nhánh phải lớn, dòng chủ lưu xa bờ sông khu vực thành phố Long Xuyên hơn, giá trị lưu tốc dòng chảy thủy trực đo sát mái bờ giảm 10% đến 15% (với Q=16100m3/s giá trị lưu tốc V=0.851.4m/s so với phương án trạng V=1.21.6m/s) - Kịch KB-III khai thác cát toàn chiều dài nhánh trái đến hết vị trí bị bồi lấp (vị trí nhập dịng hai nhánh sơng), điểm bắt đầu mặt cắt tách dòng phân nhánh đồng thời mở rộng sang hai bên mái bờ, xem hình Kết đo mơ hình vật lý cho thấy: + Trường hợp KB-III.1, mở rộng mặt cắt thoát nước vào nhánh trái vị trí phân lưu nhánh trái khơi thông luồng lạch nên lưu lượng vào nhánh trái tăng xấp xỉ 3% so với KB-II.1 đạt 29,16%- 33,0% lưu lượng tổng sông Hậu, xem bảng + Trường hợp KB-III.2, với độ sâu khai thác m: mức độ khai thác sâu KB-III.1 nên phân lưu dòng chảy vào nhánh trái tăng thêm 3% nữa, lưu lượng dòng chảy phân lưu vào nhánh trái đạt 31,62%- 35,68% lưu lượng sơng chính, tăng 13% đến 14,0% so với phương án trạng, xem bảng Kịch KB-III phạm vi khai thác cát bên nhánh trái kéo dài hết đoạn bị bồi lấp giải pháp nạo vét khơi thông luồng lạch hiệu phân lưu rõ nét, phần lưu lượng chuyển bớt từ nhánh phải sang nhánh trái tăng đáng kể, góp phần làm thay đổi chế độ thủy lực dịng chảy hai nhánh sông, đường mặt nước dọc tuyến sơng bên nhánh trái có độ dốc tăng giảm khu quẩn bồi lắng, bên nhánh phải giá trị lưu tốc dòng chảy giảm, điều đồng nghĩa với giảm xói lở giảm mức độ gia cố bờ nhánh song Tuy nhiên lưu lượng phân sang nhánh trái lớn tạo xốy cuộn vị trí hợp lưu hai nhánh phụ nhánh trái, xem hình 10, hình 11 gây nguy xói lở lớn vị trí Khu xốy cuộn sau nhập lưu Hình 9: Dịng chảy đoạn phân lưu vào hai nhánh sơng Hình 10: Đường dịng lưu hướng hai bên nhánh sơng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Xốy cuộn xiết vị trí hợp lưu Hình 11: Vùng xốy cuộn bên nhánh trái vị trí hợp lưu Q=12658m3/s Mức độ ảnh hưởng kịch bản, trường hợp khai thác cát khác tới tỷ lệ phân lưu thể bảng biểu đồ hình Bảng 2: Tỷ lệ phân lưu bên nhánh trái so với lưu lượng tổng hai nhánh kq=qt/qs (%) QS (m3/s) 18000 16100 12658 10720 8037 5000 Hiện trạng ZHL (m) 2,25 2,32 1,01 1,10 1,01 0,42 21,62 % 21,44 % 20,96 % 19,46 % 18,12 % 14,90% Kịch KB-I Kịch KB-II Kịch KB -IIII KB-I.1 KB-I.2 KB-II.1 KB-II.2 KB-III.1 KB-III.2 24,40% 24,00% 22,90% 21,50% 20,50% 20,00% 25,20% 24,80% 23,20% 21,80% 21,00% 29,08% 29,00% 28,00% 27,81% 26,88% 24,50% 30,82% 30,63% 29,94% 28,72% 27,88% 35,68% 34,26% 33,90% 32,94% 31,62% 33,20% 32,50% 31,00% 30,14% 29,16% Quan hệ thực nghiệm phân lưu dòng chảy với kịch khai thác cát kQ=QT /QS (% ) QT/Qs (%) 40,0% PA trạng 35,0% KB-I.1 30,0% KB-I.2 KB-II.1 25,0% KB-II.2 20,0% KB-III.1 15,0% 10,0% 4000 KB-III.2 QS (m /s) 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 Hình 9: Quan hệ thực nghiệm mơ hình phân lưu dịng chảy bên nhánh trái 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KẾT LUẬN Đối với đoạn phân nhánh nói chung đoạn sơng Hậu qua thành phố Long Xuyên nghiên cứu với chế độ thủy lực dịng chảy phức tạp, hai nhánh sơng phát triển tranh chấp lẫn với xu nhánh xói lở mở rộng, nhánh lại bồi cao dần lên, việc nghiên cứu giải pháp để phân chia lại lưu lượng vào hai nhánh cho phù hợp cần thiết để trì ổn định hai nhánh sơng Qua kết nghiên cứu mơ hình vật lý đoạn sông Hậu qua khu vực thành phố Long Xuyên cho thấy hoạt động "khai thác cát hợp lý" chuyển bớt phần lưu lượng từ nhánh phải sang nhánh trái, phân chia lưu lượng hai nhánh hợp lý góp phần làm thay đổi chế độ thủy lực đoạn song phân lạch này, việc làm có tác dụng giảm xói lở, giảm mức độ gia cố bờ bên nhánh phải giảm bồi lắng bên nhánh trái, cải thiện khả thoát lũ Hoạt động "khai thác cát hợp lý" giải pháp khơi thơng luồng lạch có hiệu điều chỉnh phân lưu vào hai nhánh sơng phù hợp hơn, góp phần trì ổn định lịng dẫn Tuy nhiên việc khai thác cát giải pháp đơn để điều chỉnh phân lưu mà dùng giải pháp khác như: kè lái dòng, tạo đập dâng nước bên nhánh kết hợp giải pháp để đạt hiệu chỉnh trị cao hơn, với kinh phớ thp Tài liệu tham khảo [1] Bỏo cỏo kết thí nghiệm mơ hình vật lý: Nghiên cứu xác định kịch khai thác cát hợp lý đoạn sông Hậu - tháng năm 2013 (thuộc đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động khai thác cát đến thay đổi lịng dẫn sơng Cửa Long (sông Tiền sông Hậu) đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác cát”) [2] Báo cáo nhanh sạt lở bờ sơng phường Bình Đức, Tp Long Xuyên -Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, tháng năm 2012 [3] Diễn biến chỉnh trị sông - GS Viện sĩ Tạ Giám Hoành (Đại học Thủy lợi - thủy điện Vũ Hán) tháng 10 -1994 [4] Lý thuyết thực tiễn mơ hình hóa dịng sơng Lý Nghị Thiên (Đại học Thủy lợi - thủy điện Vũ Hán) tháng 10 -1998 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ - 2013 11 ... bờ sông Hậu khu vực thành phố Long Xuyên bị sạt lở nhiều năm Trái ngược với nhánh phải, nhánh trái sông Hậu đoạn sông phân lạch khu vực thành phố Long Xuyên, sau vị trí phân lưu khoảng 1200 m sông. .. kịch khai thác cát tiến hành thí nghiệm Vị trí khai thác cát mặt kịch KB-I thể hình Qua kết thí nghiêm mơ hình vật lý phương án trạng cho thấy, để giữ ổn định đoạn sông phân lạch chảy qua thành Phố. .. ngồi thực tế, sở hướng dẫn việc khai thác cát đạt kết chỉnh trị đoạn sông b Kịch (KB-II) khai thác cát mặt cắt tách dòng phân lạch, với trường hợp a Kịch (KB-I) khai thác cát nhánh trái, vị trí mặt