7. Đánh giá chung
4.6.3.Kết quả tính toán trường dòng chảy 2 chiều
Với số liệu biên lưu lượng, mực nước và số liệu địa hình được xửlí như trên, tiến hành mô phỏng 5 ngày, bước thời gian tính là 0.1 giây thì thời gian mô phỏng trên máy tính là 72 giờ.
Kết quả tính mô phỏng bao gồm trường tốc độ tại các thời điểm khác nhau, phân bố lưu tốc hướng ngang tại một số mặt cắt đặc trưng trên đoan 1 và đoạn 2 được thể hiện trên các hình từ4.31 đến 4.43.
Hình 4.31. Kết quả tính toán trường tốc độ lớn nhất trận lũ tháng 10/2010 khu vực 1 ứng với cấp lưu lượng 934 m3
/s
Hình 4.32. Sơ họa vị trí mặt cắt trích số liệu vận tốc
Tân Xuân
Như Lệ
Mặt cắt 135
Hình 4.32. Phân bố tốc độ theo phương ngang tại khu vực sông cong Tân Xuân
Mặt cắt 79 (Đỉnh cong khu vực Như Lệ)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
V
Mặt cắt 135 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
V
Hình 4.34. Phân bố tốc độ theo phương ngang tại mặt cắt 135
Mặt cắt 155 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
V
Hình 4.36. Phân bố tốc độ dòng chảy dọc bờ hữu, giữa dòng, bờ tả đoạn 1 a) Đối với đoạn 1
Mô phỏng trường vận tốc trong khoảng thời gian một trận lũ năm 2010 cho thây trường vận tốc lớn nhất đạt được trước thời gian xuất hiện đỉnh lũ. Giá trị vận tốc cực đại trên toàn miền là khoảng 1,3 m/s, đạt được tại đỉnh cong Như Lệ (hình 4.31). Tốc độ dòng chảy tại khu vực đỉnh cong thuộc Tân Xuân phía bờ tả (đỉnh cong) lớn nhất chỉđạt 1m/s. Tại khu vực Như Lệ, nơi đỉnh cong ở phía bờ hữu, tốc độ dòng chảy phía giáp bờ của đỉnh cong phổ biến từ cũng khoảng 1.3 m/s, là giá trị lớn nhất của toàn đoạn . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với khu vực đỉnh cong cách cầu Thạch Hãn 1km và khu vực đỉnh cong hạlưu cầu với trục động lực nằm giữa sông do vậy tốc độvà hướng dòng chảy khá thuận tạo xu thếsông tương đối ổn định ở khu vực này.
Như vậy bước đầu phân tích trường vận tốc cho thấy nguyên nhân gây ra tình trạng xói lở tại khu vực bãi bồi hạ lưu đập Trấm là do phân bố trường tốc độ có xu thế hướng thẳng vào vùng bãi này. Đồng thời tại các khu vực Tân Xuân, Như Lệ, tốc độ dòng chảy có giá trị lớn ở bên bờ lõm và nhỏ bên bờ lồi. Tuy nhiên kết quả tính toán cho thấy vận tốc không lớn và do điều kiện địa chất ổn định hai bờ nên không có hiện tượng xói lở nghiêm trọng xảy ra trong tương lai.
b) Đối với đoạn 2
Miền tính giới hạn trong đoạn sông từ thôn Bích La Thượng xã Triệu Long cách cầu An Mô khoảng 500 m về phía hạlưu đến thôn Đại Lộc B xã Triệu Thuận. Kết quả tính toán thủy động lực hai chiều cho trận lũ tháng 10 năm 2010 cho thấy với ba đỉnh cong trong miền tính toán thì trư ờng tốc độ có giá trị rất lớn. Đối với đoạn cong xói lở trọng
điểm Trà Liên Đông, vận tốc lớn nhất mặt cắt lớn dần từ đầu đoạn (1,7 m/s), lớn nhất tại đỉnh cong (2.25 m/s) và giảm dần về 1,8 m/s tại cuối đoạn cong. Tại đoạn cong này (từ mặt cắt 74 đến 145 trên các hình 4.38 đ ến 4.43), phân bố tốc độtheo phương ngang có xu thế thiên lớn về phía bờ hữu (đỉnh cong), tốc độ lớn nhất tại khu vực này lên tới 2.25m/s và áp sát vào bờ hữu tại đỉnh cong. Hiện tại, khu vực này đang bắt đầu xây dựng kè lát mái. Phân bố lưu tốc theo hướng ngang từ mặt cắt 115 đến 145 có xu thế bất lợi (vận tốc hướng ngang lớn, có hướng thốc thẳng vào bờ lõm). Trong tương lai, đoạn này sẽ tiếp tục xói nếu không có sự xuất hiện của kè. Đồng thời đoạn có nguy xói khá lớn, nên khi xây dựng và thiết kế kè cần chú ý về quy mô công trình.
Hình 4.37. Kết quả tính toán trường tốc độ lớn nhất trận lũ tháng 10/2010, Khu vực 2, ứng với cấp lưu lượng 1276.6 m3
/s
Thông qua đánh giá trường vận tốc hai chiều của hai đoạn 1 và 2 cho thấy đoạn 2 từ cầu An Mô vềđến thôn Đại Lộc B xã Triệu Thuận cho thấy lưu tốc tại toàn đoạn cong rất lớn, nguy cơ gây xói lởtrong tương lai là rất cao. Còn đoạn 1 thì vận tốc không lớn và có cấu trúc hai bờ vững chắc nên hiện tượng xói bờ sẽ không nhiều và nguy hiểm trong
tương lai. Từ những nhận định trên, chúng tôi đi vào đánh giá diễn biến lòng dẫn sử dụng mô hình biến đổi lòng dẫn hai chiều TREM cho đoạn 2.
Mặt cắt 74 (Khu vực đầu đoạn cong thuộc xã Tiền Kiên)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
Vận tốc
Hình 4.38. Phân bố tốc độ theo phương ngang tại khu vực đầu khúc cong Trà Liên Đông
Mặt cắt 112 (Khu vực gần đỉnh cong gần xóm Cồn) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
Vận tốc
Mặt cắt 115 (Đỉnh cong Trà Liên Đông) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
Vận tốc
Hình 4.40. Phân bố tốc độ theo phương ngang tại mặt cắt 115 (đỉnh cong) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mặt cắt 133 (Khu vực xói mạnh nhất Trà Liên Đông)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
Vận tốc
Mặt cắt 145 (Khu vực Đại Ang 2) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Khoảng cách từ tả sang hữu (m)
V ận tốc
(m
/s)
Vận tốc
Hình 4.42. Phân bố tốc độ theo phương ngang tại sau đoạn xói lở trọng điểm
Hình 4.44. Kết quả dự báo diễn biến lòng sông sau 6 giờ ứng với lưu lượng tạo lòng 1750m3/s
Hình 4.45. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt 116 – tại đỉnh cong
Trước đỉnh cong Sau đỉnh cong
Hình 4.46. Diễn biến bồi xói tại mặt cắt 129 – sau đỉnh cong 4.7 NHẬN XÉT CHUNG
Qua các phân tích và mô phỏng có thể rút ra một số nhận xét chung cho toàn lưu vực như sau :
- Trong giai đoạn 2010-2020, với các điều kiện về thời tiết và khí hậu tương tựnăm 2009, diễn biến lòng dẫn hệ thống sông Thạch Hãn có xu thế chung là bồi nhẹ ở khu vực từ cầu Đakrông đến đập Trấm, phần hạ lưu chủ yếu là tình trạng xói và sạt lở, trong đó khả năng xói trên dòng chính từ đập Trấm về Gia Độ lớn hơn và có mức độ nghiêm trọng hơn đoạn sông Hiếu từ Cam Tuyền về Gia Độ. Đoạn sông gần cửa sẽtương đối ổn định do tác động của một số công trình bảo vệ bờ và cảng Cửa Việt, tuy nhiên cần chú ý đến khu vực ngay hạlưu ngã ba Gia Độ có khảnăng xói cục bộ.
- Trên đoạn sông hạlưu đập Trấm đến Gia Độ, có 2 đoạn cong lớn, một đoạn cong đã được gia cố bờ lõm và một đoạn đang có dự án xây dựng kè. Tuy nhiên, xét trên thời đoạn lớn (trung bình 10 năm tính toán) cho th ấy cả hai đoạn cong này đều sẽ thiếu hụt bùn cát, do vậy có tiềm năng xói cao. Do đó, khi xây dựng các công trình kè lát mái kết hợp kè mỏ hàn ngầm (như đã thực hiện ở đoạn cong Bích Khê) cũng c ần thêm các công trình phụ trợ bảo vệ hoặc cảnh báo cho các khu vực dân cư đối diện và khu vực cuối đoạn cong, nơi trước đây hiện tượng bồi tụđang là phổ biến. Điều này có thể được minh họa bằng hiện trạng ởđoạn cong
thứ nhất, sau khi xây dựng công trình kè bờ lõm, bùn cát đã b ồi đắp ở đây và nhưng có xu hướng xói nhẹ phía bờ trái và ở cuối đỉnh cong.
- Qua đánh giá xu thế, đoạn cong Trà Liên Đông trong thời gian tới (nếu không có công trình bảo vệ bờ) có mức độ xói cao hơn đoạn cong Bích Khê. Vì thế xu thế xói ở Trà Liên Tây và khu vực hạlưu (thôn Đại Lộc, Lập Thạch, Xuân An) sẽ diễn biến vói tốc độvà cường độ lớn hơn sau khi xây dựng kè ởTrà Liên Đông.
- Đối với đoạn nghiên cứu hạlưu đập Trấm (Tân Mỹ, Hải Lệ), xu hướng xói tiếp tục phát triển ở thôn Hải Lệđặc biệt các năm có lũ lớn và cần có các biện pháp công trình bảo vệ. Nguyên nhân của xói lở khu vực này chủ yếu do tác động cục bộ của dòng chảy phía sau đập Trấm, trong điều kiện bờ trái có nền đá gốc gây nên tác động như kè hướng dòng, hướng dòng chủ lưu sau đập Trấm thẳng vào thôn Tân Mỹ. Tuy nhiên, hiện nay trong khu vực hạlưu đập đang có các công trình tu bổ và xây dựng tràn Nam Thạch Hãn, kết hợp kè + đường bờ trái từ đập về hạ lưu, do đó cần có các nghiên cứu chi tiết hơn cho đoạn sông phức tạp này.
- Dựa trên tính toán cân bằng, kiến nghị nên dừng các hoạt động khai thác cát, sạn ở hạ lưu đập Trấm do các hoạt động này sẽ góp phần làm thay đổi cán cân bùn cát theo hướng bất lợi, đẩy mạnh các diễn biến xói lở ở các khu vực Trà Liên Đông và thượng, hạlưu ngã ba Gia Độ.
- Các kết quả mô phỏng và phân tích trên đây được tích hợp với các kết quả nghiên cứu trong chương 3 để xây dựng Bản đồ hiện trạng và nguy cơ bồi xói các dòng sông lưu vực sông Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị tỷ lệ 1:50.000.
Chương 5
CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU MỨC ĐỘ BỒI XÓI TRÊN CÁC SÔNG THUỘC HỆ THỐNG SÔNG THẠCH HÃN
5.1. QUAN ĐIỂM VÀ NỘI DUNG PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CÁC DÒNG SÔNG
Sông Thạch Hãn là hệ thống sông nhỏ trong số các hệ thống sông ở Việt Nam nhưng lại có tầm quan trọng đặc biệt đối với tỉnh Quảng Trị, diện tích lưu vực chiếm 56% tổng diện tích toàn tỉnh, là nguồn cấp nước cho các khu tập trung dân cư, cho thành phố Đông Hà, thị xã Quảng Trị, cũng là đầu mối giao thương với các tỉnh khác và quốc tế qua cảng Cửa Việt. Các hoạt động dân sinh kinh tế diễn ra trên lưu vực hết sức sôi động, trước đây chủ yếu tập trung ở khu vực hạ du nhưng cho đến nay do mạng lưới giao thông và hệ thống hạ tầng cơ sở đã được nâng cấp nên ngày càng có nhiều các công trình, các hoạt động trên vùng thượng du. Vì vậy, quan điểm bảo vệ và phát triển lưu vực là quan điểm tổng hợp và phát triển bền vững, các giải pháp đạt được phải có tính đa mục tiêu: có tính đến lợi ích bền vững của các thành phần kinh tế và lĩnh vực có liên quan và ít ảnh hưởng đến các công trình hiện có. Cụ thể, theo quan điểm phát triển bền vững có các cách tiếp cận như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Coi đây là bài toán quy hoạch chỉnh trị sông.
- Giải pháp đạt được phải có tính đa mục tiêu, có tính đến lợi ích bền vững của các thành phần kinh tế và lĩnh vực có liên quan, đảm bảo sử dụng hợp lý tài nguyên nước và tài nguyên lưu vực theo quy hoạch.
- Giải pháp đề xuất phải có cơ sở khoa học vững chắc, thích ứng được những điều kiện thời tiết thông thường và cực đoan, không ảnh hưởng tới hành lang thoát lũ đặc biệt xét tới các hiệu ứng biến đổi khí hậu.
- Giải pháp đề xuất phải đảm bảo không hoặc ít ảnh hưởng đến các công trình thủy lợi hiện có, không làm thiệt hại đến đời sống của người dân.
- Giải pháp chống bồi tụ, xói lở là riêng biệt, thích nghi với điều kiện cụ thể của từng khu vực trên lưu vực.
5.2. CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU MỨC ĐỘ BỒI LẮNG VÀ XÓI LỞ
Xói lở và bồi tụ bề mặt lưu vực cũng như lòng dẫn sông ngòi là thiên tai nguy hiểm. Nó không chỉ gây thiệt hại về sinh mạng, tiền của, đất đai, tài sản mà còn tác động mạnh
đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến dân sinh - kinh tế, đe dọa sự phát triển bền vững trên toàn lưu vực. Để tiến hành phòng chống có hiệu quả loại hình thiên tai này cần tiến hành đồng bộ và toàn diện các giải pháp, cả trực tiếp và gián tiếp, cả giải pháp công trình và phi công trình, phù hợp với các điều kiện của khu vực nghiên cứu.
5.2.1. Giải pháp phi công trình
Cần coi trọng giải pháp phi công trình, trư ớc hết là tuyên truyền giáo dục, nâng cao nhận thức cho người dân về các loại hình thiên tai nói chung c ũngnhư các nguyên nhân cơ bản trong đó có cảtác nhân con người để họ có ý thức được việc thực hiện tốt các luật: Luật bảo vệmôi trường, luật bảo vệ và phát triển rừng, luật tài nguyên nước...
Hiện trạng xói mòn bề mặt lưu vực cũng như bồi xói lòng dẫn cần được chú ý tích hợp trong tổ chức lãnh thổ và quy hoạch phát triển vùng, xác định các giải pháp, phương án ứng xử thích hợp. Cần sớm xác lập phương án bảo vệđê, kè cùng với thực hiện quy hoạch chỉnh trị sông trên cơ sởxác định được nguyên nhân và cơ chế xói lở.
Bên cạnh đó cần tăng cường c ơ sở pháp lý, quy hoạch lưu vực, quy hoạch và phòng chống thiên tai, đánh giá tác động môi trường của các dự án trọng điểm trong đó chú trọng đến khảnăng ảnh hưởng đến hiện trạng bồi xói cảtrên lưu vực và lòng dẫn.
Mặt khác cần xây dựng hoàn thiện hệ thống quan trắc giám sát định kỳ hiện tượng xói lở - bồi tụ để thông báo kịp thời đến người dân, thông qua hệ thống thông tin địa lý kiểm soát kết mạng giữa các cơ quan quản lý, cơ quan nghiên cứu và cộng đồng dân cư. Cuối cùng, cần có những biện pháp hạn chế và tiến tới cấm hẳn việc khai thác cát lòng sông ở hạlưu đập Trấm và trên sông Hiếu, chuyển khu khai thác lên phía đoạn sông Ba Lòng, dù có thể làm giảm hiệu ích kinh tếtrước mắt nhưng về lâu dài sẽđảm bảo cân bằng bùn cát, tránh làm gia tăng xói lởở khu vực hạlưu.
5.2.1. Giải pháp Khoa học và Công nghệ
Do bờ sông các dòng sông miền Trung có đặc điểm dốc và ngắn, lũ lên xuống nhanh, địa hình phức tạp, và các đoạn sông có những đặc điểm hình thái khác nhau (thẳng, cong, phân lạch, đã có công trình thủy lợi..), trong đó đối với một số đoạn trọng điểm, nếu chỉ sử dụng các biện pháp phi công trình sẽ cần thời gian dài, do đó các biện pháp công trình trở nên cấp bách. Các giải pháp công trình đề xuất cho khu vực này theo 2 tác động là bồi tụ và xói lở:
a) Chống bồi tụ:
1. Làm kè hướng dòng
2. Làm đập hoặc công trình thay đổi độ nhám
4. Điều chỉnh lại quy trình vận hành các công trình thủy lợi
5. Nạo vét định kỳ
b) Chống xói lở:
1. Làm kè hướng dòng 2. Gia cố mái
3. Làm đập hoặc công trình thay đổi độ nhám
4. Nắn dòng
5. Điều chỉnh lại quy trình vận hành các công trình thủy lợi
Nhìn chung, nguyên lý cơ b ản của các biện pháp trên đều cố gắng tác động vào trường thủy động lực hoặc thay đổi cấu trúc bề mặt (độ nhám, kết cấu,....) nhằm hạn chế các tác nhân có hại. Dựa trên kết quả phân tích hiện trạng thấy rằng trên khu vực nghiên