Nghiên cứu biến đổi lòng dẫn sông an hóa chẹt sậy tỉnh bến tre và định hướng các giải pháp công trình bảo vệ bờ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI LỊNG DẪN SƠNG AN HĨA - CHẸT SẬY - TỈNH BẾN TRE VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ CHUN NGÀNH : XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2006 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN THẾ BIÊN - VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIẾN NAM Cán chấm nhận xét TS HUỲNH THANH SƠN - Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Cán chấm nhận xét TS HUỲNH CƠNG HỒI - Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM THI BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH Ngày 20 tháng 01 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH - ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN TIẾN DŨNG Ngày sinh : 29-09-1977 Chun ngành : Xây dựng cơng trình thủy Phái : Nam Nơi sinh : Hà Nam MSHV : 02004528 I TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN SƠNG AN HĨA - CHẸT SẬY - TỈNH BẾN TRE VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG (i) Nghiên cứu thực trạng ngun nhân xói lở sơng An Hóa (ii) Giới thiệu mơ hình Mike 11 (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mơ hình tính tốn thủy lực mạng lưới sơng rạch tỉnh Bến Tre, qua đưa kết tính tốn thủy lực cho đoạn sơng An Hóa - Chẹt Sậy, sử dụng làm điều kiện thủy lực cho mơ hình Mike 21C (iii) Giới thiệu mơ hình Mike 21C (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mơ hình tính tốn diễn biến lịng dẫn xói lở bờ sơng An Hóa Qua mơ tính tốn dự báo tốc độ xói lở bờ tương lai (iv) Nghiên cứu, đề xuất định hướng số giải pháp cơng trình bảo vệ bờ III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 02 năm 2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 10 năm 2006 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Thế Biên CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS Nguyễn Thế Biên TS Huỳnh Thanh Sơn Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua Ngày PHỊNG ĐÀO TẠO SĐH tháng năm 2007 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cám ơn gíúp đỡ quí báu Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, thầy giáo cán Phịng đào tạo sau Đại học, Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước – Khoa Xây Dựng tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình theo học thực luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc TS.Nguyễn Thế Biên, thầy giáo hướng dẫn bảo tận tình suốt trình làm luận văn Xin chân thành cám ơn Ban Giám đốc cán thuộc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam tạo điều kiện thuận lợi thời gian vật chất suốt trình học tập làm luận văn Đặc biệt tồn thể anh chị em thuộc Phịng nghiên cứu Động lực sơng, ven biển cơng trình bảo vệ bờ giúp đỡ nhiệt tình cung cấp cho tác giả số liệu, đồng thời trao đổi kinh nghiệm từ đề tài nghiên cứu, dự án sản xuất Xin cám ơn Dự án DANIDA - Chính phủ Đan Mạch cung cấp giúp đỡ tác giả chương trình phần mềm, tài liệu để phục vụ việc nghiên cứu hoàn thành luận văn Cuối xin gởi lời cám ơn tới người thân gia đình bạn bè cổ vũ động viên tác giả suốt trình theo học hoàn thành luận văn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất kết nghiên cứu luận văn Thạc sỹ hồn tồn tơi thực Tơi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Tác giả Nguyễn Tiến Dũng TÓM TẮT LUẬN VĂN Bến Tre tỉnh cuối nguồn sông Cửu Long, với hệ thống sông lớn bao bọc xung quanh mạng lưới kênh rạch chằng chịt đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế vùng Trong năm gần đây, tình trạng xói lở bờ diễn thường xuyên địa bàn tỉnh Đặc biệt từ sau cống đập Ba Lai xây dựng xong đưa vào vận hành (2002) đến khiến cho hai bên bờ sơng An Hóa - Chẹt Sậy tỉnh Bến Tre bị xói lở mạnh ảnh hưởng đến sống sản xuất người dân hai bên bờ sông Theo thời gian, với xu phát triển kinh tế chung tồn tỉnh tác động người vào điều kiện thủy văn lòng dẫn ngày nhiều hơn, làm tình trạng xói lở bờ khu vực sơng An Hóa diễn phức tạp gây ổn định cho khu vực dân cư hai bên bờ Vì việc nghiên cứu diễn biến lòng dẫn dự báo tốc độ xói lở bờ sơng An Hóa cần thiết cấp bách, giúp cho công tác qui hoạch bảo vệ bờ, ổn định sống người dân để phát triển kinh tế địa phương Mục tiêu đề tài luận văn Mục tiêu chung Luận văn sử dụng tài liệu khảo sát thu thập cơng cụ mơ hình tốn để nghiên cứu nguyên nhân, chế xói lở bờ đồng thời tính tốn dự báo diễn biến lịng dẫn, tốc độ xói lở bờ làm sở cho việc đề xuất cơng trình bảo vệ bờ thích hợp Các mục tiêu cụ thể luận văn là: i) Nghiên cứu đánh giá thực trạng xói lở bờ xác định nhân tố ảnh hưởng, nguyên nhân gây tượng xói lở bờ sơng An Hóa ii) Nghiên cứu diễn biến lịng dẫn dự báo xói lở bờ đoạn sơng An Hóa nhằm phục vụ cho cơng tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực ven bờ sông iii) Đề xuất định hướng số giải pháp cơng trình bảo vệ bờ Nội dung luận văn i) Nghiên cứu thực trạng ngun nhân xói lở sơng An Hóa ii) Giới thiệu mơ hình Mike 11 (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mơ hình tính tốn thủy lực mạng lưới sơng rạch tỉnh Bến Tre, qua đưa kết tính tốn thủy lực cho đoạn sơng An Hóa - Chẹt Sậy, sử dụng làm điều kiện thủy lực cho mơ hình Mike 21C iii) Giới thiệu mơ hình Mike 21C (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mơ hình tính tốn diễn biến lịng dẫn xói lở bờ sơng An Hóa Qua mơ tính tốn dự báo tốc độ xói lở bờ tương lai iv) Nghiên cứu, đề xuất định hướng số giải pháp cơng trình bảo vệ bờ Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận - kiến nghị, nội dung nghiên cứu luận văn trình bày chương: (i) Chương Tổng quan (ii) Chương Thực trạng nguyên nhân, chế xói lở bờ sơng An Hóa (iii) Chương Tính tốn thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre sông An Hóa mơ hình Mike 11 (iv) Chương Tính tốn dự báo xói lở bờ sơng An Hóa mơ hình Mike 21C (v) Chương Nghiên cứu, đề xuất số giải pháp cơng trình bảo vệ bờ sơng An Hóa ABSTRACT AnHoa river locates in BenTre province It connects the BaLai and MyTho river After the BaLai sluice dam was constructed, the AnHoa river bank has been eroding strongly This state has much impacted to life and production of people living along the river Therefore, studying on river-bed change as well as bank erosion will help us to reduce damages This thesis focuses on studying causes and mechanism of bank erosion in the AnHoa river The Mike 11 and Mike 21C model which are two mathematical model of DHI Water and Environment – Danish are used to calculate and predict speed of bank erosion From those results, some solutions are proposed to protect the river bank and have a part in support for stabilizing and local economic development as well MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Luận văn Mục tiêu Luận văn Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu Luận văn Cấu trúc Luận văn CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I.1 Tình hình nghiên cứu nước liên quan đến đề tài I.1.1 Tình hình nghiên cứu nước I.1.2 Tình hình nghiên cứu nước I.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu I.2.1 Vị trí địa lí, đặc điểm địa hình .9 I.2.1.1 Vị trí địa lí I.2.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo I.2.2 Địa chất khu vực 10 I.2.3 Đặc điểm khí tượng 12 I.2.4 Đặc điểm thủy văn dòng chảy .13 CHƯƠNG II : THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN, CƠ CHẾ XĨI LỞ BỜ SƠNG AN HĨA 14 II.1 Khái quát chung tình hình sạt lở bờ hệ thống sông ĐBSCL 14 II.2 Thực trạng xói lở bờ sơng An Hóa .18 II.3 Nguyên nhân nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sơng An Hóa 23 II.3.1 Khái quát chung nguyên nhân xói lở bờ sông 23 II.3.2 Nguyên nhân nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sơng An Hóa 25 II.4 Cơ chế xói lở bờ sơng An Hóa 31 II.4.1 Cơ chế xói lở bờ tác động dịng chảy có vận tốc lớn 31 II.4.2 Cơ chế xói lở bờ sóng gió tàu thuyền gây 33 CHƯƠNG III : TÍNH TỐN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI SƠNG RẠCH TỈNH BẾN TRE & SƠNG AN HĨA BẰNG MƠ HÌNH MIKE 11 35 III.1 Giới thiệu mô hình Mike11 .35 III.1.1 Tổng quan mơ hình Mike 11 35 III.1.2 Cơ sở lý thuyết sơ đồ giải toán thủy lực 36 III.1.2.1 Hệ phương trình .36 III.1.2.2 Thuật toán giải 38 III.1.2.3 Điều kiện ổn định mô hình 44 III.2 Tính tốn thủy lực mạng lưới sơng rạch tỉnh Bến Tre & sơng An Hóa 45 III.2.1 Sơ đồ tính thủy lực .45 III.2.1.1 Phạm vi sơ đồ tính .45 III.2.1.2 Điều kiện biên mơ hình 46 III.2.2 Tính tốn hiệu chỉnh mơ hình 48 III.2.3 Tính tốn kiểm định mơ hình 54 CHƯƠNG IV : TÍNH TỐN VÀ DỰ BÁO XĨI LỞ BỜ SƠNG AN HĨA BẰNG MƠ HÌNH MIKE 21C 60 IV.1 Giới thiệu mơ hình Mike 21C 60 IV.1.1 Tổng quan mô hình Mike 21C .60 IV.1.2 Cơ sở thiết lập mơ hình 60 IV.1.2.1 Lưới tính tốn sử dụng mơ hình .60 IV.1.2.2 Các phương trình dịng chảy mơ hình .62 IV.1.2.3 Tính tốn vận chuyển bùn cát mơ hình 64 IV.1.2.4 Tính tốn hình thái sơng mơ hình 69 IV.2 Tính tốn diễn biến lịng dẫn sơng An Hóa mơ hình Mike21C 70 IV.2.1 Thiết lập lưới tính tốn cho đoạn sơng An Hóa 70 IV.2.2 Dữ liệu địa hình 71 IV.2.3 Dữ liệu thủy văn 71 IV.2.4 Dữ liệu bùn cát 71 IV.2.5 Kết hiệu chỉnh mơ hình thủy lực .71 IV.2.6 Kết kiểm định mơ hình hình thái sơng 72 ... dựng công trình thủy Phái : Nam Nơi sinh : Hà Nam MSHV : 02004528 I TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI LỊNG DẪN SƠNG AN HĨA - CHẸT SẬY - TỈNH BẾN TRE VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ... lở bờ biến hình lịng dẫn sơng An Hóa, đồng thời đưa nguyên nhân chế xói lở bờ phục vụ cho việc chỉnh trị sông bảo vệ bờ, đề tài "Nghiên cứu biến đổi lịng dẫn sơng An Hóa - Chẹt Sậy - Tỉnh Bến Tre. .. Tỉnh Bến Tre định hướng giải pháp cơng trình bảo vệ bờ ” tập trung nghiên cứu vấn đề liên quan tới tượng xói lở bờ, biến hình lịng dẫn đoạn sơng An Hóa đề xuất giải pháp kỹ thuật bảo vệ bờ Tính cấp