Nghiên cứu giải pháp chỉnh trị đoạn sông phân lạch trung hà trên sông đà phục vụ giao thông thủy bằng mô hình toán

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu thực với tất lỗ lực thân tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu giải pháp chỉnh trị đoạn sông phân lạch Trung Hà sông Đà phục vụ giao thơng thủy mơ hình tốn” nhằm muốn đóng góp phần nhỏ vào cơng tác nghiên cứu, đánh giá, tính tốn để tìm giải pháp cơng trình thích hợp cho đoạn sơng phân lạch Trong trình thực tác giả nhận giúp đỡ nhiệt tình Khoa Sau đại học, Khoa Cơng trình – Trường đại học Thủy Lợi thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện Nhà trường Đặc biệt tác giả xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình PGS TS Nguyễn Bá Quỳ TS Nguyễn Kiên Quyết giúp tác giả hoàn thành luận văn Với trình độ hiểu biết kinh nghiệm thực tế cịn có hạn chế định, đồng thời đối tượng nghiên cứu đoạn sông phân lạch, vấn đề phức tạp chỉnh trị sông, nên nội dung luận văn không tránh khỏi sai sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo Quý vị quan tâm Hà Nội, tháng 05 năm 2014 Tác giả luận văn Trần Quốc Luận LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí, trang web theo danh mục luận văn Tác giả luận văn Trần Quốc Luận MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .5 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH .7 1.1 CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SÔNG PHÂN LẠCH 1.1.1 Nhu cầu nghiên cứu đoạn sông phân lạch .7 1.1.2 Các vấn đề nghiên cứu 1.1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.2 CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI .9 1.2.1 Nguyên nhân hình thành sơng phân lạch 1.2.2 Diễn biến sông phân lạch 11 1.2.3 Cơng trình chỉnh trị đoạn sơng phân lạch .12 1.3 CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM 14 1.3.1 Các hoạt động nghiên cứu .14 1.3.2 Thành tựu nghiên cứu lý thuyết 15 1.3.3 Các cơng trình chỉnh trị đoạn sông phân lạch xây dựng 15 1.4 NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG NGHIÊN CỨU CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH 26 1.4.1 Quan niệm vai trò bãi 26 1.4.2 Mối quan hệ yếu tố hình thái thủy lực đoạn đơn lạch đoạn phân lạch 26 1.5 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 27 1.5.1 Vấn đề nghiên cứu 27 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 27 1.5.3 Phương pháp nghiên cứu .27 CHƯƠNG NHỮNG LUẬN CỨ CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 SỐ LIỆU CƠ BẢN PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU 28 2.1.1 Số liệu địa hình 28 2.1.2 Số liệu thuỷ văn 28 2.1.3 Số liệu địa chất mặt 29 2.2 DIỄN BIẾN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 35 2.2.1 Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu 35 2.2.2 Diễn biến đoạn sông nghiên cứu 38 2.3 GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ỔN ĐỊNH ĐOẠN SƠNG NGHIÊN CỨU 44 2.3.1 Các yêu cầu ngành kinh tế xã hội đoạn sông 44 2.3.2 Đối tượng chỉnh trị đối tượng tác động 44 2.3.3 Các tham số chỉnh trị .45 2.3.4 Phương án mặt bố trí qui mơ cơng trình 45 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 2.4.1 Phương pháp phân tích số liệu thực đo 48 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu mơ hình tốn 48 CHƯƠNG SỬ DỤNG MƠ HÌNH HEC-RAS VÀ MƠ HÌNH MIKE21C NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ ĐOẠN SƠNG PHÂN LẠCH TRUNG HÀ TRÊN SÔNG ĐÀ 55 3.1 XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN BIÊN LỎNG ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 55 3.1.1 Các yêu cầu cần đạt 55 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu .55 3.1.3 Các trường hợp nghiên cứu .55 3.1.4 Xác định số liệu đầu vào cho mơ hình 55 3.1.5 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 57 3.1.6 Khai thác mơ hình chiều làm điều kiện biên cho mơ hình chiều 64 3.2 NGHIÊN CỨU TRÊN MƠ HÌNH TỐN TRƯỜNG ĐỘNG LỰC DỊNG CHẢY ĐOẠN PHÂN LẠCH TRUNG HÀ TRÊN SÔNG ĐÀ TRƯỚC VÀ SAU KHI CĨ CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ 67 3.2.1 Các yêu cầu cần đạt 67 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu .67 3.2.3 Mô hình hóa số liệu đầu vào 68 3.2.4 Kết nghiên cứu chế độ thủy lực đoạn sông nghiên cứu điều kiện trạng sau có cơng trình chỉnh trị .71 3.2.5 Phân tích kết .90 3.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ ĐOẠN SƠNG PHÂN LẠCH TRUNG HÀ 90 3.3.1 Các tham số thiết kế 90 3.3.2 Giải pháp kỹ thuật xây dựng 92 3.3.3 Tính tốn ổn định 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98 Kết luận 98 Kiến nghị .99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hệ thống mỏ hàn xây dựng Nhật Tân – Tứ Liên 21 Bảng 2.1 Các đặc trưng lý đất đáy sông Đà 30 Bảng 2.2 Đặc tính lý đất đáy sông Đà 30 Bảng 2.3 Phân bố đá gốc đáy lũng sông Đà 31 Bảng 2.4 Phân bố thềm đất ven bờ sông Đà 33 Bảng 2.5 Tích chất lý đất bãi bồi 34 Bảng 3.1 Các đặc trưng lũ phạm vi nghiên cứu 56 Bảng 3.2 Quy trình tính tốn 57 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật kè chỉnh trị đoạn sông phân lạch Trung Hà 95 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 0.1 Khu vực nghiên cứu tổng thể Hình 0.2 Khu vực nghiên cứu cục Hình 1.1 Một số cơng trình chỉnh trị sơng phân lạch Mỹ .13 Hình 1.2 Một số cơng trình chỉnh trị sơng phân lạch Châu Âu 13 Hình 1.3 Một số cơng trình chỉnh trị sơng phân lạch Châu Á 14 Hình 1.4 Một số cơng trình chỉnh trị sơng phân lạch Việt Nam 16 Hình 1.5 Bình đồ lịng sơng Hồng qua Hà Nội vào tháng 7/1985 17 Hình 1.6 Mặt đoạn sơng sau chỉnh trị (1991) 18 Hình 1.7 Cơng trình chỉnh trị đoạn Quản Xá sơng Chu 19 Hình 1.8 Hình ảnh đoạn sơng Quản Xá sau chỉnh trị 20 Hình 1.9 Sơ đồ bố trí cụm cơng trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên 21 Hình 1.10 Các hình ảnh hệ thống cơng trình Phú Gia – Tứ Liên 22 Hình 1.11 Phân tích kết cấu dịng chảy khu vực cơng trình Phú Gia – Tứ Liên 23 Hình 1.12 Nhánh sông mở năm 2001 Vu Gia – Quảng Huế 24 Hình 1.13 Hình ảnh phá hoại cơng trình Quảng Huế (2007) 25 Hình 2.1 Mặt cắt địa chất dọc tuyến lạch sâu sơng Đà 30 Hình 2.2 Mặt địa chất lũng sơng Đà (Hịa Bình đếnTrung Hà) 35 Hình 2.3 Mặt cắt ngang địa chất 35 Hình 2.4 Mặt đoạn sơng thời kỳ khác 39 Hình 2.5 Chập mặt cắt ngang đoạn sông thời kỳ khác 42 Hình 2.6 Chập mặt cắt dọc đoạn sông thời kỳ khác 43 Hình 2.7 Mặt qui hoạch chỉnh trị phương án .46 Hình 2.8 Mặt qui hoạch chỉnh trị phương án .47 Hình 2.9 Mạng lưới sơng mặt cắt ngang mơ hình HEC-RAS 49 Hình 2.10 Đoạn sơng để dẫn phương trình liên tục 50 Hình 2.11 Dịng chảy xoắn khúc sơng cong .54 Hình 2.12 Lưới tính tốn sử dụng MIKE 21 C 54 Hình 3.1 Sơ đồ thuỷ lực thể mạng lưới sơng mơ hình 59 Hình 3.2 Các biên lưu lượng 59 Hình 3.3 Các biên mực nước 60 Hình 3.4 So sánh mực nước thực đo tính tốn Việt Trì 60 Hình 3.5 So sánh mực nước thực đo tính tốn Trung Hà .61 Hình 3.6 So sánh mực nước thực đo tính tốn Hồ Bình .61 Hình 3.7 So sánh mực nước .62 Hình 3.8 So sánh mực nước .62 Hình 3.9 So sánh mực nước .63 Hình 3.10 Mực nước lưu lượng biên đoạn sông nghiên cứu lũ lớn 65 Hình 3.11 Mực nước lưu lượng biên đoạn sơng nghiên cứu lũ trung bình 66 Hình 3.12 Mực nước lưu lượng biên đoạn sông nghiên cứu lưu lượng tạo lòng .66 Hình 3.13 Phạm vi nghiên cứu mơ hình tốn chiều .68 Hình 3.14 Lưới sai phân 68 Hình 3.15 Địa hình khu vực nghiên cứu 69 Hình 3.16 Hệ số nhám hệ số nhớt rối sử dụng khu vực nghiên cứu 69 Hình 3.17 Vị trí trích cao độ mực nước ứng với cấp lưu lượng nghiên cứu .70 Hình 3.18 Vị trí trích điểm mực nước vận tốc khu vực nghiên cứu 70 Hình 3.19 Vị trí trích điểm mực nước khu vực nghiên cứu .71 Hình 3.20 Vị trí trích điểm mực nước vận tốc khu vực nghiên cứu 72 Hình 3.21 Trị số mực nước cực đại lũ max (m) (hiện trạng) 72 Hình 3.22 Trị số vận tốc cực đại lũ max (m/s) (hiện trạng) 73 Hình 3.23 Bản đồ hướng dịng chảy lũ max (hiện trạng) .73 Hình 3.24 Trị số mực nước cực đại lũ trung bình (m) (hiện trạng) 74 Hình 3.25 Trị số vận tốc cực đại lũ trung bình (m/s) (hiện trạng) 74 Hình 3.26 Bản đồ hướng dịng chảy lũ trung bình (hiện trạng) 75 Hình 3.27 Trị số mực nước cực đại với cấp lưu lượng tạo lòng (m) (hiện trạng) 75 Hình 3.28 Trị số vận tốc cực đại với cấp lưu lượng tạo lịng (m/s)(hiện trạng) 76 Hình 3.29 Bản đồ hướng dòng chảy với cấp lưu lượng tạo lòng(hiện trạng) 76 Hình 3.30 Trị số mực nước cực đại lũ max (m) (PA cơng trình 1) 77 Hình 3.31 Hiệu mực nước cực đại phương án cơng trình trạng lũ max (m) 77 Hình 3.32 Trị số mực nước cực đại lũ trung bình (m) 78 Hình 3.33 Hiệu mực nước cực đại phương án cơng trình trạng 78 Hình 3.34a Trị số mực nước cực đại với cấp lưu lượng tạo lòng (m) .79 Hình 3.34b Hiệu trị số mực nước cực đại với cấp lưulượng tạo lịng (m) .79 Hình 3.35 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 – lũ max 80 Hình 3.36 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 – lũ TB .80 Hình 3.37 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 – tạo lịng 81 Hình 3.38 Trị số mực nước cực đại lũ max (m) .81 (phương án cơng trình 2) 81 Hình 3.39 Hiệu mực nước cực đại phương án cơng trình trạng lũ max (m) 82 Hình 3.40 Trị số mực nước cực đại lũ trung bình (m) 82 Hình 3.41 Hiệu mực nước cực đại phương án công trình trạng lũ trung bình (m) .83 Hình 3.42 Trị số mực nước cực đại với cấp lưu lượng tạo lòng (m) .83 Hình 3.43 Hiệu mực nước cực đại phương án cơng trình trạng với cấp lưu lượng tạo lòng (m) 84 Hình 3.44 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 PA2 - lũ max 84 Hình 3.45 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 PA2- lũ trung bình 85 Hình 3.46 Đường mực nước trạng có cơng trình PA1 PA2 – lưu lượng tạo lòng 85 Hình 3.47 Trị số vận tốc cực đại lũ max (m/s) .86 Hình 3.48 Hiệu trị số vận tốc cực đại lũ max (m/s) (PA cơng trình 1) 86 Hình 3.49 Trị số vận tốc cực đại lũ tạo lòng (m/s) 87 Hình 3.50 Hiệu trị số vận tốc cực đại lũ tạo lòng (m/s) 87 Hình 3.51 Trị số vận tốc cực đại lũ max (m/s) .88 (phương án cơng trình 2) 88 Hình 3.52 Hiệu trị số vận tốc cực đại lũ max (m/s) 88 (phương án công trình 2) 88 Hình 3.53 Trị số vận tốc cực đại với cấp lưu lượng tạo lòng (m/s) 89 Hình 3.54 Hiệu trị số vận tốc cực đại với cấp lưu lượng tạo lòng (m/s) 89 Hình 3.55 Mặt qui hoạch chỉnh trị phương án chọn .94 92 3.3.1.6 Chiều rộng tuyến chỉnh trị Chiều rộng tuyến chỉnh trị xác định từ biểu thức :  T 2 B = BTN    TK TCT   2 T B = BTN    0,95.TCT   T 2 B = 1,1 BTN    TCT  Trong : T : chiều sâu trung bình tuyến ứng với mực nước chạy tàu T = 1,80 m TCT : chiều sâu chạy tàu yêu cầu TCT = 2,0 m BTN : Chiều rộng trung bình tự nhiên lịng sơng khu vực chỉnh trị BTN = 450 m  1, 08  B = 1,05 450    2,  B = 403 m Phương pháp theo mơ hình đoạn sơng mẫu để xác định chiều rộng tuyến chỉnh trị Trong đoạn sông từ Hịa Bình đến Ngã ba Trung Hà dài 58Km, xây dựng xong cụm cơng trình chỉnh trị Cụm kè chỉnh trị đoạn Xóm Bãi (Km 32 ÷ Km 38) cụm kè chỉnh trị đoạn Đoan Hạ - Sơn Đà (Km16 ÷ Km11), với chiều rộng chỉnh trị lựa chọn BCT = 400m Sau vài năm khai thác sử dụng cho thấy Cụm cơng trỉnh trình chỉnh trị phát huy tốt hiệu theo mục tiêu đề Theo diễn giải trên, tác giả lựa chọn chiều rộng chỉnh trị cho đoạn phân lạch Trung Hà BCT = 400m 3.3.2 Giải pháp kỹ thuật xây dựng 3.3.2.1 Tuyến chỉnh trị Tuyến chỉnh trị thiết kế theo đoạn cong tổng thể hình sin gồm hai đoạn 93 cong ngược chiều, chọn lạch trái lạch chạy tầu - Biên chỉnh trị bờ trái: + Phía thượng lưu lấy theo biên xuất phát từ biên cụm kè Đoan Hạ - Sơn Đà + Đoạn hạ lưu lấy theo biên đỉnh cong qua cầu Trung Hà tuyến kè bờ xây dựng + Đoạn đoạn thẳng chuyển tiếp hai đoạn cong trái chiều, có điều chỉnh trơn thuận với hai đoạn cong thượng hạ lưu để phù hợp với điều kiện tự nhiên hình thái sơng Tận dụng điểm có điều kiện địa chất ổn định, mom núi nhô sông để làm biên cứng, khống chế tuyến chỉnh trị) - Biên bờ phải xác định dựa theo biên bờ trái, điều kiện tự nhiên sông chiều rộng tuyến chỉnh trị xác định (là 400 m) - Điểm đầu tuyến chỉnh trị vị trí Km 10+700 - Điểm cuối tuyến chỉnh trị vị trí Km 2+00 - Chiều dài tuyến chỉnh trị : L = 8.700 m - Chiều rộng tuyến chỉnh trị : B = 400 m 3.3.2.2 Bố trí tuyến cơng trình chỉnh trị - Đoạn thượng lưu ghềnh Bợ: Điều chỉnh dòng chảy tập trung vào lạch phải giảm bớt lưu lượng vào lạch trái, hệ thống kè mỏ hàn T1 T2 Tác dụng hệ thống kè ngăn dịng vào lạch trái xói sâu bãi bên lấn dần phía lạch phải - Đoạn Ghềnh Bợ đến bến phà Trung Hà: + Dùng hệ thống kè H1 H2 bên bờ phải khu vực thượng lưu đầu bãi để tập trung lưu lượng vào lạch trái + Hệ thống kè H4 khoá lạch bên phải + Hệ thống kè T1 đến T12 có tác dụng đẩy chủ lưu xa bờ nhằm chống sạt lở bờ trái - Đoạn từ bến phà Trung Hà hạ lưu: + Dùng hệ thống kè mỏ hàn H5 H9 bên bờ phải khu vực thượng lưu cầu Trung Hà nhằm đẩy chủ lưu xa bờ lõm phịng chống sạt lở bờ sơng 94 + Hệ thống kè T13 đến T15 có tác dụng dồn lưu lượng tập trung xói sâu khu vực bãi cạn phía thượng hạ lưu cầu Mặt bố trí cơng trình chỉnh trị thể hình 3.55 Hình 3.55 Mặt qui hoạch chỉnh trị phương án chọn 3.3.2.3 Giải pháp kỹ thuật xây dựng kè chỉnh trị a) Kết cấu kè mỏ hàn - Kè mỏ hàn có kết cấu đá đổ, gia cố đá hộc lát khan từ cao độ tương ứng với mực nước 95% đến cao độ đỉnh kè - Phần gốc kè gia cố đá lát khan từ cao độ tương ứng với mực nước 95% đến cao độ đỉnh thềm bãi, mái dốc kè gia cố thượng hạ lưu lấy theo độ dốc bờ khu vực cụ thể Dọc theo thân kè đầu kè có bè chìm thả đá hộc chống xói Chi tiết kết cấu kè mỏ hàn, gia cố gốc kè thể vẽ thiết kế Phụ lục b) Cao trình đỉnh kè mỏ hàn: + 16,00m c) Xác định chiều dài kè góc tuyến kè dòng chảy Chiều dài kè xác định cụ thể cho kè dựa việc xác định biên chỉnh trị vị trí, hướng kè mỏ hàn bình đồ bố trí tuyến cơng trình vẽ thiết kế chi tiết + Các kè chắn T1 ÷ T15 bố trí vng góc với hướng dòng chảy  = 900, + Các kè hướng dòng H1, H2 bố trí xi thuận góc  = 650, đoạn kè dọc 95 bố trí song song với dòng chảy (theo mép biên tuyến chỉnh trị) d) Khoảng cách kè Khoảng cách kè tính tốn theo TCVN 8419-2010 Khoảng cách (D) hai kè kế cận hệ thống kè tính theo hệ số nhân với chiều dài hình chiếu lên phương vng góc với hướng dịng chảy kè phía thượng lưu - Khoảng cách kè chỉnh trị bờ hữu ( bờ lồi ) :D=2L - Khoảng cách kè đoạn sông thẳng : D = 2,5 L e) Chiều rộng đỉnh kè B : Chiều rộng kè, lấy theo phụ lục (TCVN 8419-2010) : B = 1,5 m f) Mái dốc kè m : Hệ số mái dốc kè, lấy theo phụ lục (TCVN 8419-2010) + Hệ số mái dốc kè phía thượng lưu : mTL = 1,5 : + Hệ số mái dốc kè phía hạ lưu : mHL = 1,5 + Hệ số mái dốc đầu kè : mĐK = 2,5 g) Độ dốc dọc kè i : Độ dốc dọc kè, lấy theo phụ lục (TCVN 8419-2010) : i = 0,005 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật kè chỉnh trị đoạn sông phân lạch Trung Hà Tên kè Cao độ đỉnh kè Góc đặt kè ( độ ) Độ dốc dọc i (%) Mái dốc hai bên m1, m2 Mái dốc đầu kè m3 Chiều rộng mặt kè (m) Chiều dài kè (m) T1 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 266 T2 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 115 T3 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 64 T4 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 74 T5 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 86 T6 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 90 T7 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 85 T8 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 80 T9 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 72 T10 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 60 T11 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 62 96 T12 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 108 T13 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 146 T14 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 168 T15 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 175 Kè ngang +16,0 65 0,5 1,5 – 2,5 2,5 1,5 212 Kè dọc +16,0 0 1,5 2,5 1,5 204 Kè ngang +16,0 65 0,5 1,5 – 2,5 2,5 1,5 468 Kè dọc +16,0 0 1,5 2,5 1,5 300 Kè ngang +16,0 100 0,5 1,5 – 2,5 2,5 1,5 235 Kè dọc +16,0 0 1,5 2,5 1,5 300 H5 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 64 H6 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 87 H7 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 92 H8 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 96 H9 +16,0 90 0,5 1,5 2,5 1,5 106 H1 H2 H4 Kè bờ 1.420 3.3.3 Tính tốn ổn định Luận văn sử dụng phầm mềm Geo – Slope để tính tốn ổn định tổng thể cho hệ thống kè với mặt cắt điển sau: Mặt cắt kè bờ có cao trình đỉnh +18.2, cao trình chân kè +11.2, kè bờ có rộng 3m cao trình +15.0, mái dốc mái phía m=2, mái phía có hệ số m=2,5 Kết cấu kè làm đá hộc lát khan dày 30cm, có lớp đệm đá dăm dày 20cm lớp vải địa kỹ thuật Hệ số ổn định k = 1,397 97 a) Thông số đầu vào b) Kết tính tốn ổn định Các kết tính tốn, kiểm tra ổn định vật liệu xây dựng mỏ hàn kè bờ xem chi tiết phụ lục 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn sử dụng phương pháp phân tích tài liệu thực đo, phương pháp nghiên cứu mơ hình tốn Với phương pháp nghiên cứu mơ hình tốn sử dụng mơ hình 1D, 2D đại giới (mơ hình 1D HEC-RAS nơ hình 2D MIKE 21C) để nghiên cứu trường động lực dòng chảy Như từ nhiều kênh thông tin xem xét vấn đề độc lập để giải vấn đề đặt cho kết khách quan Luận văn đề xuất phương án mặt qui hoạch chỉnh trị đoạn sơng là: - Phương án 1: trì dịng sông lạch (đi theo lạch trái) khai thác nay, hệ thống cơng trình kè mỏ hàn bên bờ trái bờ phải Trong hệ thống cơng trình bờ trái gồm kè mỏ hàn từ T1 đến T15, hệ thống cơng trình bờ phải kè H1 đến H4 để tập trung lưu lượng vào lạch mùa nước trung, H5 đến H9 để đẩy dòng chủ lưu xa bờ lõm - Phương án 2: trì dịng sơng lạch hệ thống cơng trình hai bên bờ, khác biệt phương án so với phương án kè H2, H3, H4 thay vào kè chữ A hướng dịng đầu bãi Nội dung kiểm định hiệu chỉnh mơ hình thực cách tỉ mỉ, chi tiết Qua phân tích kết quả, nhận xét sau rút ra: - So sánh số liệu tính tốn mơ hình HEC-RAS số liệu thực đo trận lũ năm 1996, 2004, 2005 vùng nghiên cứu vào cho thấy: + Mô hình HEC-RAS tương thích tốt với khu vực nghiên cứu Thời gian chạy mơ hình ngắn, hội tụ nhanh, kết tính tốn ổn định, tin cậy, mơ tả đắn quy luật động lực học vùng nghiên cứu lân cận + Các liệu đầu vào có độ tin cậy chấp nhận + Bộ thơng số mơ hình lập q trình hiệu chỉnh bảo đảm ổn định bảo toàn mơ hình số, cho kết dự báo trung thực + CSDL nhập sau hiệu chỉnh đại diện tốt cho vùng khảo sát + Các CSDL đầu vào có độ tin cậy chấp nhận để chạy mơ hình 99 Kết nghiên cứu mơ hình tốn cho thấy có cơng trình chỉnh trị hiệu điều chỉnh biến hình lịng dẫn thể rõ thơng qua thông số sau: - Trường phân bố vận tốc tập trung vào lạch khơng bị phân tán Vận tốc lớn thường tập trung thủy trực lạch - Trục động lực mùa nước không tách xa điều kiện trạng - Lưu hướng mặt tập trung phần lớn lạch cách xa khu vực bờ lõm - Khi có cơng trình chỉnh trị, mực nước so với trạng dâng lên từ 47cm, phạm vi dâng tắt dần kết thúc vị trí cách ghềnh Bợ phía thượng lưu khoảng 2,5km Như tác động cơng trình khả lũ khơng đáng kể - Khi có cơng trình chỉnh trị, tác động cơng trình phương án phản ánh rõ nét tranh trường động lực, dòng chảy, lưu hướng mặt lưu hướng đáy so với trạng Tác động công trình phương án khơng thấy khác biệt nhiều so với trạng Kiến nghị Hai phương án mặt qui hoạch chỉnh trị có tính khả thi Phương án có tính tồn diện, triệt để, tính ổn định hiệu chỉnh trị cao hơn, đảm bảo an tồn đê điều, góp phần khắc phục tình trạng xói lở bờ, ổn định luồng, ổn định lịng sơng ảnh hưởng khơng đáng kể đến lũ Kiến nghị đầu tư xây dựng cơng trình chỉnh trị theo phương án Để đảm bảo mục tiêu đa ngành nêu, trình đầu tư, khai thác cần khảo sát, đánh giá diễn biến để có biện pháp tu cơng trình phù hợp, nghiên cứu đánh giá thời điểm giải pháp xây dựng đề xuất nghiên cứu quy hoạch chỉnh trị đoạn sông Đồng thời tư liệu vô quý báu việc tổng kết đánh giá khoa học, rút kinh nghiệm áp dụng cho cơng trình chỉnh trị sơng Luận văn đề cập nghiên cứu chỉnh trị đoạn sông phân lạch vùng không ảnh hưởng triều Đối với đoạn sông phân lạch vùng ảnh hưởng triều, có dịng chảy thuận nghịch cần tiếp tục nghiên cứu 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO SÁCH TIẾNG VIỆT: Trịnh Việt An (1999), Một số vấn đề mơ hình hóa tượng thủy lực nút phân dịng sơng phân nhánh Tuyển tập kết khoa học công nghệ (1994 1999), Viện khoa học thủy lợi Lê Ngọc Bích (2000), Quy luật hình thái sơng phân lạch vùng triều đồng Nam Bộ, Viện KHTL Miền Nam, tuyển tập kết khoa học công nghệ kỷ niệm 25 năm thành lập viện (1987-2003) Nhà xuất Nông Nghiệp TP Hồ Chí Minh Lê Ngọc Bích (2005), Đặc điểm hình thái sơng phân lạch sơng Đồng Nai Một số vấn đề động lực học công trình sơng biển Nhà xuất Nơng Nghiệp Nguyễn Ngọc Cẩn (1984), Nghiên cứu cơng trình chỉnh trị đoạn sông Hồng cửa Đuống – cảng Hà Nội để chống bồi lấp cảng, Tuyển tập cơng trình nghiên cứu thuỷ lực bùn cát lịng dẫn sơng Hồng, báo cáo kỷ niệm 25 năm thành lập Viện NCKHTL Hà Nội trang 84-96 Công ty Tư vấn Xây dựng Đường Thủy (2003) Phương án toàn diện vận tải thủy từ Hải Phòng đến mặt xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La Dự án đầu tư – thiết kế sở Công ty Tư vấn Xây dựng Đường Thủy (2009) Phương án toàn diện vận tải thủy từ Hải Phòng đến mặt xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La Thiết kế vẽ thi công Nguyễn Kiên Dũng - Ngô Trọng Tuệ (2005) Nghiên cứu khả ứng dụng mơ hình tốn Hec-6 tính tốn bồi lắng bùn cát hồ chứa Hồ Bình Báo cáo khoa học - Đại học khoa học tự nhiên Hà Nội Phạm Đình (2004), Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn giải pháp chỉnh trị đoạn sông Hồng qua Hà Nội, Luận án Tiến sĩ , Viện Khoa học Thuỷ lợi, Hà Nội Lương Phương Hậu (1985), Diễn biến từ năm 1980 đến đoạn sông 101 Hồng từ cửa Đuống đến cảng Hà Nội, Tạp chí khảo sát thiết kế, Viện TKGTVT (1/1985) 10 Lương Phương Hậu (1988), Xác định đối tượng tác động chỉnh trị sơng, Tạp chí KHKT Xây dựng (12/1988) 11 Lương Phương Hậu, Trần Đình Hợi (2004), Động lực học dịng sơng chỉnh trị sơng, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 12 Lương Phương Hậu (1995), Đường thủy nội địa, NXB Xây dựng, Hà Nội 13 Lương Phương Hậu (1992), Động lực học dịng sơng, Trường đại học Xây dựng Hà Nội 14 Lương Phương Hậu, Đình Hợi (2004), Lý thuyết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy, Nxb Xây dựng, Hà Nội 15 Lương Phương Hậu (1988), Xác định đối tượng tác động chỉnh trị sơng, Tạp chí KHKT xây dựng (12/1988) 16 Lương Phương Hậu (2010), Nghiên cứu giải pháp Khoa học – Cơng nghệ cho hệ thống cơng trình chỉnh trị đoạn sông trọng điểm vùng ĐBBB ĐBNB Báo cáo tổng kết đề tài KC08.14/06-10 17 Lương Phương Hậu (2010), Chỉ dẫn kỹ thuật cơng trình chỉnh trị sông, nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 18 Lê Mạnh Hùng (2004), Báo cáo kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước KC08-15“ Nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn đề xuất giải pháp phòng chống cho hệ thống sông ĐBSCL, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 19 Võ Phán, Lưu Công Đào, Quản Ngọc An, Đỗ Tất Túc, Nguyễn Văn Cung (1981), Giáo trình động lực học sơng ngịi, Nhà xuất Nơng Nghiệp, Hà Nội 20 Phùng Quang Phúc (1996), Nghiên cứu q trình tái tạo quan hệ hình thái lịng dẫn hạ du hồ chứa Hồ Bình, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật 21 Trần Minh Quang (2000), Động lực học dịng sơng chỉnh trị sơng, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 22 Nguyễn Bá Quỳ nnk (1999), Tính tốn thủy văn động lực, đánh giá ảnh hưởng tới khu vực khai thác cát địa phận Hà Nội tới ổn định lịng sơng 102 cơng trình lân cận Hà nội -1999 23 Nguyễn Kiên Quyết (2001), Diễn biến đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội 24 Nguyễn Kiên Quyết (2008), Cơng trình ổn định luồng tầu qua đoạn sơng phân lạch, Tạp chí Biển & Bờ, Hội Cảng Đường thủy Thềm lục địa Việt Nam, số 11+12/2008, tr 52-59 25 Nguyễn Kiên Quyết, Trần Quốc Luận (2009), Hiện trạng giao thông thủy tuyến sông Trường Giang - Quảng Nam, Tạp chí Cánh Buồm, Cục Đường thủy Nội địa Việt Nam, số 159 tháng 11/2009, tr 7-9 26 Nguyễn Kiên Quyết (2010), Tổng quan cơng trình MH tác động MH lịng sơng, Tạp chí Cánh Buồm, Cục Đường thủy Nội địa Việt Nam, số 165 tháng 5/2010, tr 36-39 27 Nguyễn Kiên Quyết (2011), Phân tích, đánh giá hiệu số cụm cơng trình mỏ hàn hệ thống sơng vùng ĐBBB, Tạp chí Biển & Bờ, Hội Cảng Đường thủy Thềm lục địa Việt Nam, số 7+8/2011, tr 28-38 28 Nguyễn Kiên Quyết, Lương Phương Hậu (2008), Một số vấn đề cơng trình chống sạt lở bảo vệ bờ sơng phương pháp tác động vào dịng chảy, Tạp chí Biển & Bờ, Hội Cảng Đường thủy Thềm lục địa Việt Nam, số 9+10/2008, tr 53-59 29 Nguyễn Kiên Quyết (2011), Nghiên cứu số giải pháp phịng chống sạt lở bờ sơng, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Xây dựng 30 Nguyễn Kiên Quyết (2013), Giải pháp kết cấu cho cơng trình dạng mỏ hàn bố trí đoạn sơng cong Tạp chí KH&CN Thủy lợi Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, số 19 tháng 12/2013 31 Nguyễn Kiên Quyết (2013), Giải pháp kết cấu cho cơng trình dạng mỏ hàn bố trí đoạn sơng có bờ dốc với dịng chảy ngập sâu bãi rộng Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường số 43 tháng 12/2013, Đại học Thủy lợi 32 Nguyễn Kiên Quyết (2014), Giải pháp bố trí khơng gian hệ thống cơng trình điều chỉnh tỷ lệ phân chia lưu lượng sông phân lạch Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường số 44 tháng 3/2014, Đại học Thủy lợi 103 33 Nguyễn Kiên Quyết (2014), Sử dụng kết hợp phân tích tài liệu thực đo với mơ hình toán MIKE 21 FM lý giải nguyên nhân gây diễn biến bất thường cụm cơng trình mỏ hàn điển hình vùng đồng Bắc Bộ Tạp chí Cầu đường Việt Nam, Hội khoa học kỹ thuật cầu đường Việt Nam, số 4/2014 34 Nguyễn Ngọc Quỳnh (2004), Ứng dụng mơ hình tốn hai chiều MIKE 21C nghiên cứu thủy lực hình thái sơng, Chun đề tiến sĩ số 2, Viện Khoa Học Thủy Lợi, Hà Nội 35 Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ (1997), Mơ hình tốn diễn biến lịng sơng bờ biển, Giáo trình Khoa sau đại học Trường ĐHTL 36 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8419:2010 (2010), Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ sông để chống lũ 37 Trần Thanh Tùng, Trần Thục, Đỗ Tất Túc (1999), Tính tốn biến hình lịng dẫn hệ thống sơng Hồng, Tuyển tập cơng trình khoa học, Trường ĐHTL tập trang 251-257 38 Vũ Tất Un (1991), Cơng trình bảo vệ bờ sơng, Vụ Phịng chống Lũ lụt Quản lý Đê điều Bộ Thủy Lợi 39 Vũ Tất Uyên (2001), Tổng hợp báo cáo khoa học thủy động lực sông, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội 40 Tôn Thất Vĩnh (2003), Thiết kế cơng trình bảo vệ bờ, đê, Nhà xuất KHKT, Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH: 41 A.R.Masjedi, H.Momeni (2007), Laboratory Analysis of the Effect of Different Groin Angles on Depth in river bend, Islamic Azad Universiry,Ahwaz,Iran 42 Danish Hydraulics institute – MIKE21C User guide 43 Danish Hydraulics institute – MIKE21C Scientific Documentation & Reference Manual 44 Fujita & Murameto (1988) Muliple bar and stream braiding International conference on river regim Edited by W.R White Hydraulic Research Limited 104 Wallingford U.K.pp.289-300 45 Frings, R., and M.G Kleinhans (2008), Complex variations in sediment transport at three large river bifurcations during discharge waves in the river Rhine, Sedimentology,1-27, doi:10.111 l/j.1365- 3091.2007.00940.x 46 Herve Piegay, Gordon Grant, Futoshi Nakamura and Noel Trustrum (2005) Braided river management 47 Hec-Ras River Analysis System, User’s Manual 48 Jansen p Ph, L van Bendegom, J van den Berg, M de Vries and A Zanen (1979), Principles of River Engineering, The non-tidal alluvial river, Pitman Publishing Limited 49 Mosselman, 2004, Morphology of river bifurcations: theory, field measurements and modelling, Delft Hydraulics & Delft University of Technology, Delft, the Netherlands 50 Murray & Paulo (1994) A cellular Model of braided river Nature 371 54- 57 51 Przedwojski B., Blazejewski R., and Pilarczyk K.w (1995), River training techniques, fundamentals, design and applications, A.A Balkema/ Rotterdam / Brookfield 52 Xie Jian Heng (1997) (tiếng Trung Quốc) Hà sàng diễn biến cập chỉnh trị Trung Quốc Thủy lợi Thủy điện xuất xã 53 XU, J (1996) Wandering braided river chanel pattern deverloped under quasi-wquilibrium: un example from the Hanjiang River, China Journal of Hydrology 189 85-103 54 Zanichelli, G., E Caroni, and V Fiorotto (2004), River bifurcation analysis by physical and nuberical modeling, J, Hydraul, Eng.-ASCE, 130, 237-242 55 Zuo Liqin, Lu Yongjun (2011) Study on interaction among branches of the bifurcated chanel downstream of Yangtze River Hohai University Press 105 ... cơng trình, phục vụ ổn định lịng dẫn tuyến luồng đoạn Trung Hà phục vụ giao thông thủy ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a) Đối tượng nghiên cứu + Sông phân lạch Trung Hà sông Đà, đoạn sông không... CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH 1.1 CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SƠNG PHÂN LẠCH 1.1.1 Nhu cầu nghiên cứu đoạn sơng phân lạch Sông phân lạch đoạn sông nằm nút phân. .. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SƠNG PHÂN LẠCH .7 1.1 CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SÔNG PHÂN LẠCH 1.1.1 Nhu cầu nghiên cứu đoạn sông phân lạch .7 1.1.2 Các vấn đề nghiên