Chƣơng 3 HIỆN TRẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ GÂY XĨI LỞ BỜ SƠNG
3.1. Hiện trạng xói lở bờ sơng
3.1.1. Hiện trạng xói lở bờ sơng đoạn chảy qua thị xã Ayun Pa
Từ thượng nguồn xuống thì bờ phải sông chạy dọc theo TX. Ayun Pa với chiều dài bờ sông khoảng 20 km. Hiện tượng XLBS diễn ra mạnh mẽ và ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển bền vững TX. Ayun Pa.
Dọc theo TX. Ayun Pa hiện trạng XLBS được phân chia thành nhiều cung xói lở (được đánh số từ 4 đến 23 trên bản đồ hiện trạng) với 3 mức độ khác nhau. Trong đó, có 8 cung xói lở mạnh chiếm 52% tổng chiều dài bờ sông chạy dọc TX. Ayun Pa và 13 cung xói lở yếu chiếm 48% tổng chiều dài bờ sông chạy dọc TX. Ayun Pa (Biển đồ 3.1a, b). Ngoài ra, một số chỗ ở chân cấu được kè đá và khu vực phân bố đá gốc khơng xói lở. Các cung có mức độ xói lở mạnh thường trùng vào các cung bờ lõm và các cung có mức xói lở yếu là các cung bờ lồi.
Biểu đồ 3.1a. Biều đồ thể hiện chiều dài các cung XLBS đoạn chảy
qua TX. Ayun Pa
Biểu đồ 3.1b. Biểu đồ thể hiện % chiều dài các cung XLBS đoạn chảy
qua TX. Ayun Pa Đặc điểm thành phần vật chất cấu tạo bờ sông:
Mặt cắt trầm tích tại các cung xói lở tương đối đồng nhất từ phía đầu nguồn xuống với cấu tạo chung như sau:
+ Phần trên mặt nước: có độ cao từ 2 đến 5m. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn, cát bột bở rời màu xám chứa mùn thực vật, đơi chỗ có xen kẹp lớp sét mỏng.
+ Phần dưới mặt nước: Thành phần đồng nhất là cát thơ, bở rời màu vàng sáng.
0 5,000 10,000 15,000 Mạnh Yếu Trung bình Chiều dài (m) 52% 48% 0% Mạnh Yếu
Dịng nước thường xun làm xói phần cát thơ dưới mặt nước tạo hàm ếch. Sau đó các thành tạo ở trên bị lở sập xuống. Vào mùa mưa lũ dịng nước có thể xói trực tiếp vào phần trên. Ngồi ra, tại một số cung có lộ đá Neogen rắn trắc hơn.
Những thiệt hại xảy ra ở đây chủ yếu là mất hoa màu. Theo người dân ở đây, hàng năm các cung xói lở mạnh lấn sâu vào bờ từ 5 đến 10m/năm. Dọc theo bờ sơng có nhiều khu dân cư sinh sống như khu vực Plei Măng của phường Cheo Reo, phường Hịa Bình, phường Đồn Kết, phường Sơng Bờ và hầu hết các buôn làng của xã Ia Sao, Ia RTô đều sống bám bờ sông. Nhiều cụm dân cư nằm trong khu vực đanh diễn ra XLBS mạnh mẽ.
Cung xói lở khu vực Plei Măng, phương Cheo Reo (cung số 4):
Là một cung bờ lõm có chiều dài trên 1km, dịng nước có hướng chảy đập thẳng vào bờ gây xói lở mạnh. Vách bờ xói cao khoảng 2.5m, hàng năm xói lở vào cánh đồng hoa màu trên 5m/năm. Thành phần vật chất cấu tạo bờ chủ yếu là cát, cát bột màu xám sẫm, xám vàng.
Cung xói lở khu vực phường Hịa Bình (cung số 7):
Là một cung lõm kéo xói lở mạnh với chiều dài cung gần 2km chạy từ phường Cheo Reo sang phường Hịa Bình. Cung thường xuyên bị xói lở , hàng năm xói vào thềm bậc 1 trên 5m/năm, vách xói cao từ 3m đến 5m. Thành phần vật chất cấu tạo bờ là cát hạt mịn cát bột màu xám, nhiều mùn thực vật. Từ mặt nước trở xuống là cát thơ bở rời. Cung xói này làm thiệt hại hoa màu và các cơng trình của người dân như: nhà xấy thuốc lào (Ảnh 3.1a, b).
Ảnh 3.1a. Cung xói lở tại phường Hịa Bình (năm 2012)
Ảnh 3.1b. Cung xói lở tại phường Hịa Bình (năm 2013)
Cung xói lở khu vực bn Jứ Ama Nai, xã Ia RTô (cung số 19):
Là một cung lõm kéo xói lở mạnh với chiều dài cung trên 3km. Cung thường xuyên bị xói lở , hàng năm xói vào thềm bậc 2 trên 3m/năm, vách xói cao từ 3m đến 5m. Khu vực này tập trung dân cư đông đúc, trục đường giao thơng chính bán sát bờ sơng.
3.1.2. Hiện trạng xói lở bờ sông Ba đoạn chảy qua huyện Ia Pa
Bờ sông trên huyên Ia Pa được chia thành 33 cung xói lở với các mức độ khác nhau. Trong đó có 9 cung xói lở mạnh vơi tổng chiều dài gàn 11km chiếm 33% tổng chiều dài bờ sông trên huyên Ia Pa; 6 cung xói lở trung bình với tổng chiều dài là khoảng 2km chiếm 6% và 18 cung xói lở yếu với chiều dài khoảng 20km chiếm 61%; tổng chiều dài bờ sông trên huyên Ia Pa (Biểu đồ 3.2a, b). Ngoài ra, một số chỗ ở chân cấu được kè đá và khu vực phân bố đá gốc khơng xói lở . Ở đây các cung có mức độ xói lở mạnh thường trùng vào các cung bờ lõm và các cung có mức xói lở yếu là các cung bờ lồi.
Biểu đồ 3.2a. Biều đồ thể hiện chiều dài các cung XLBS đoạn chảy qua huyên Ia Pa
Biểu đồ 3.2b. Biểu đồ thể hiện % chiều dài các cung XLBS đoạn chảy qua
huyên Ia Pa Đặc điểm thành phần vật chất cấu tạo bờ sơng:
Các cung xói lở thường lộ ra mặt cắt tương đối đồng nhất từ phía đầu nguồn xuống với cấu tạo chung như sau:
+ Phần trên mặt nước: có độ cao từ 2 đến 5m. Thành phần chủ yếu là cát hạt mịn, cát bột bở rời màu xám chúa mùn thực vật, đơi chỗ có xen kẹp lớp sét mỏng.
0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 Mạnh Trung bình Yếu Chiều dài (m) 33% 6% 61% Mạnh Trung bình Yếu
+ Phần dưới mặt nước: Thành phần đồng nhất là cát thô, bở rời màu vàng sáng. Một số cung ở khu vực Chư Mố xuất lộ thềm đá gốc rắn chắc khơng xói lở.
Dịng nước thường xun làm xói phần cát thơ dưới mặt nước tạo hàm ếch. Sau đó các thành tạo ở trên bị lở sập xuống. Vào mùa mưa lũ dịng nước có thể xói trực tiếp vào phần trên.
Cung xói lở khu vực chùa Quý Đức, xã Ia Trôk (cung số 33):
Là một cung lõm kéo xói lở mạnh với chiều dài cung gần 1km. Cung thường xuyên bị xói lở, hàng năm xói vào thềm bậc 1 trên 5m/năm, vách xói cao từ 3m đến 4m. Thành phần vật chất cấu tạo bờ là cát hạt mịn cát bột màu xám, nhiều mùn thực vật. Từ mặt nước trở xuống là cát thơ bở rời. Cung xói này làm thiệt hại hoa màu. Đặc biệt là chùa Quý Đức tọa lạc ở đây đã phải di rời. Theo Trụ trì ở chùa Q Đức thì trước kía trước cửa chùa là một khu đất rộng thênh thang. Nhưng hiện tại cung xói đã ăn sát vào tận chân của bức tượng Bà Quan Âm. Hiện tại tượng bà Quan Âm đã được di rời (Ảnh 3.1a, b). Cũng tại cung xói lở này, một gốc cây cột điện cao thế đang bị xói lở vào tận chân.
Ảnh 3.2a. Cung xói lở tại khu vực chùa
Quý Đức (năm 2012) Ảnh 3.2b. Cung xói lở tại khu vực chùa Quý Đức (năm 2013) Trên địa bàn huyện Ia Pa cịn có một số cụm dân cư đang sinh sống là khu vực xã Chư Mố, khu vực buôn Jứ Ama Uốk (xã Ia Broai). Tuy nhiên. ở khu vực này hiện trạng XLBS khơng mạnh. Nhưng có thể rất nguy hiểm vào mùa mưa lũ.
3.1.3. Hiện trạng xói lở bờ sơng Ba đoạn chảy qua huyện Phú Thiện
Xói lở bờ sơng đoạn chảy qua huyện Phú Thiên trong vùng nghiên cứu chỉ có chiều dài gần 2km.
3.2. Các yếu tố gây xói lở bờ sơng
Hiện tượng xói lở bờ sơng xảy ra là do tổng hòa của các yếu tố tác động. Nghiên cứu XLBS cần phải được đặt trên cơ sở đánh giá tổng hợp một cách có hệ thống các tác nhân gây xói lở. Các tác nhân có liên quan hữu cơ đến nhau, tương tác qua lại lẫn nhau trong một hệ thống nhất, tuân theo quy luật tự nhiên và chịu sự chi phối của con người thiết lập nên sự cân bằng động giữa chúng. Khi một hay một số yếu tố thay đổi thì các yếu tố khác cũng thay đổi nhằm lập lại sự cân bằng mới [10]. Trên cơ sở phân tích hiện trạng, cũng như các sơ liệu hiện có cho phép xác định và đánh giá vai trò của các yếu tố phát sinh XLBS khu vực sông Ba đoạn qua TX. Ayun Pa gồm:
- Yếu tố động lực dòng chảy;
- Yếu tố hình thái sơng: hệ số uốn khúc, phân cắt ngang, phân cắt sâu; - Yếu tố thạch học đất đá cấu tạo bờ;
- Yếu tố hoạt động tân kiến tạo và chuyển động hiện đại;
- Yếu tố hoạt động nhân sinh: các cơng trình thủy lợi, dân sinh kinh tế, hoạt động khai thác vật liệu xây dựng.
3.1.1. Đặc điểm thủy động lực dòng chảy
Tất cả các dịng sơng đều có hoạt động xói mịn. Xói mịn phát triển chủ yếu dọc theo lịng sơng và hai bên bờ sông. Vào mùa nước lớn và nước lũ, mực nước sông dâng cao, lưu lượng tăng, vận tốc dòng chảy lớn, động lực dòng chảy lớn, hiện tượng xói mịn phát triển mạnh, sự phá hoại bờ có tính chất tăng biến đột ngột với cường độ phá huỷ cao, hiện tượng khoét sâu lịng sơng mạnh.
Động lực của dòng chảy được đặc trưng bởi động năng của nó, thể hiện ở sự rửa xói, phá hoại lịng và bờ, ở sự mang chuyển vật chất xốp rời từ lòng và bờ đột nhập vào dòng chảy.
2 2 mv
P (a)
Như vậy, nếu tốc độ dịng chảy của sơng càng cao thì cơng sinh ra do dịng chảy thực hiện càng lớn, hiện tượng rửa xói, phá hoại lịng và bờ càng mạnh.
Ở những đoạn bờ sơng gồm đất đá dễ tan (độ kết dính yếu) và dễ rửa xói thì các q trình xói mịn, sạt lở bờ được thể hiện rõ rệt và phát triển mạnh nhất. Bởi vậy, khi đánh giá và dự báo sự phát triển của các quá trình XL bờ do tác động của dòng chảy, người ta thường so sánh vận tốc dịng chảy hiện có hoặc có thể có với tốc độ cho phép khơng gây rửa xói đối với các loại đất đá cấu tạo bờ (tốc độ giới hạn, xem bảng 3.2). Nếu tốc độ dòng chảy lớn hơn tốc độ cho phép đối với đất đá, thì hiện tượng xói ngầm, xói lở và sập lở bờ là không thể tránh khỏi.
Bảng 3.2. Tốc độ giới hạn của dịng nước khơng gây xói mịn đất đá (Theo V.D.Lomtadze, 1997 [5]) Đất đá Tốc độ (m/s) 1. Rời xốp Cuội và đá dăm nhỏ Sỏi và sạn sỏi Cát thô và hạt lớn Cát hạt vừa và hạt nhỏ Cát hạt mịn 2. Mềm dính Sét và sét pha cát chặt Sét và sét pha cát kém chặt Cát pha sét chặt Cát pha sét kém chặt Hoàng thổ 1,00 - 1,25 0,60 - 1,00 0,25 - 0,60 0,25 - 0,35 0,20 1,20 0,50 0,60 - 0,80 0,25 - 0,35 0,20 - 0,30
Trên một đoạn sơng thì cường độ xói lở của lịng và bờ sơng được quyết định bởi đặc điểm chế độ dịng chảy, đặc điểm địa hình - địa mạo lịng sơng, thành phần và tính chất của đất đá ở lịng và bờ sơng. Do đặc điểm địa hình - địa mạo lịng sơng thường khá phức tạp nên trên cùng một mặt cắt ngang lịng sơng vận tốc dịng chảy thường khơng đều nhau; vận tốc lớn tập trung ở vùng nước sâu, vận tốc nhỏ tập trung ở vùng nước nông. Bởi vậy trong thực tế tại những vùng nước sâu dòng chảy
thường mạnh và ở đó xảy ra hiện tượng xói lịng và lở bờ; tại những vùng nước nơng, dịng chảy thường nhỏ và ở đó có sự tích tụ.
Hiện nay, tại các tram thủy văn trong đó có trạm Ayun Pa chỉ có các số liệu mực nước và lưu lượng dòng chảy và mặt cắt tại trạm Ayun Pa trên tồn bộ dịng sơng khơng có. Vì vậy, cần thiết phải xây dựng hàng loạt các mặt cắt địa hình lịng sơng. Ngồi ra cịn tham khảo thêm từ các số liệu từ các trạm thủy văn lân cận: ở phía thượng và hạ lưu và các sơng nhánh: Trạm An Khê, trạm Củng Sơn, Pơ Mơ Rê và các số liệu từ các khu vực có các cơng trình thủy lợi, thủy điện: Ayun Hạ, An Khê-Kan nak, Đắkrong, Sông Ba thượng, Sông Ba Hạ.
Như vậy, mặt cắt lịng sơng hiện tại mới chỉ có mặt cắt gốc tại trạm Ayun Pa, đề tài đã tiến hành xây dựng một loạt các mặt cắt lịng sơng trong phạm vi nghiên cứu. Các mặt cắt này được đưa vào tính tốn vận tốc, ngồi ra cịn nhiều mặt cắt địa chất phục vụ cho việc phân tích, đánh giá khả năng xói lở và xói lịng.
Về xác định mực nước: tại trạm Ayun Pa đã có mực nước trung bình các tháng trong năm với chuỗi thời gian 2008-2014, Ở một số trạm Củng Sơn có chuỗi số liệu trung bình năm từ 1993 - 2003 và rải rác một số trận lũ lớn trong năm 2013 thu thập trên trang website của Trung Tâm khí tượng thủy văn Quốc gia.
Để tính tốn vân tốc dịng chảy dọc theo sơng, có nhiều cơng thức tính tốn, trong đó cơng thức tính tốn vận tốc dịng chảy của Sedi được sử dụng và có phần bổ sung của Lê Mạnh Hùng [3, 4]. Cơng thức tính tốn này đã được kiểm nghiệm thực tế cho kết quả đáng tin cậy. Kết quả tính tốn cũng tương đối phù hợp với vận tốc đo được tại trạm Ayun Pa.
Cơng thức như sau:
Trong đó:
J là độ dốc thủy trực tại đoạn sông xem xét (đối với sông Ba là 0,002%, sông Ayun là 0,005%)
n là độ nhám của bề mặt dòng chảy (0,01) y là độ độ sâu thủy trực tại x
v tính theo Maning và v = 1/6
Xác định vận tốc trung bình trên bề mặt đáy và hai phía bờ sơng được tính tốn dựa trên cơng thức tính nên trên và mặt cắt ướt trên các cắt vào hai mùa kiệt và mùa lũ.
Kết quả xác định khả năng xói lở bờ trên các mặt cắt, được thể hiện trên (từ Hình 3.2 đến Hình 3.9)
Để xác định vận tốc trung bình trên các thủy trực tại các mặt cắt, luận văn đã lấy cao trình mực nước trung bình nhiều năm vào mùa kiệt tại mặt cắt gốc ở trạm Ayun Pa là 149,52m và mùa lũ là 151,91m.
Hình 3.2. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ba khu vực Plei Bao
Hình 3.3. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ba khu vực Plei Pa Ma Đak
Hình 3.4. Vận tốc dòng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sơng Ba khu vực Bn Hoang
Hình 3.5. Vận tốc dòng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ba khu vực Bn Rỗi
Hình 3.6. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sơng Ayun khu vực Thanh Bình
Hình 3.7. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ayun khu vực Rơ Pơ Nam, xã Ia Hiao
Hình 3.8. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ayun khu vực Bon Đê, phường Thanh Bình
Hình 3.9. Vận tốc dịng chảy ứng với mực nước mùa lũ và mùa kiệt trên sông Ayun khu vực Ngã 3 sông Ayun-Sông Ba
Nhận xét chung Trên dịng sơng Ba
a. Vào mùa kiệt
Phần thượng lưu (đoạn 1) có thể thấy mực nước sông hạ rất thấp trên tất cả các mặt cắt và hầu như toàn bộ các bãi bồi đều nổi trên mặt nước thậm chí cả các bãi bồi thấp nhất cũng nổi hoặc xấp xỉ với bề mặt nước. Nên dòng chảy tập trung chủ yếu vào các lạch sâu và hẹp, độ sâu cũng chỉ khoảng xấp xỉ 0,5 - 0,6m. Chiều rộng lòng cũng chỉ đạt 20m. Ngay ở những khúc cong (đỉnh lõm), mực nước hạ thập trơ cả phần sườn thoải của vách dốc đứng ở phía trên cao.
Ở phần hạ lưu (đoạn 2), chiều rộng mặt thống của bề mặt nước có rộng hơn, nhưng cũng chỉ cao hơn phần bãi bồi thấp nhất vào khoảng 0,2-0,3m và mực nước sâu nhất đạt tới 1,0m. Các bãi bồi cao gần như mực nước chưa đạt tới. Ngồi dịng chảy chính cịn có nhiều lạch có dịng chảy nhỏ qua các bãi bồi thấp.
Tốc độ dòng chảy dao động từ 0,45-1,03 m/s, Tốc đô lớn nhất nằm ở phần sâu nhất của mặt cắt.
Như vậy đối sánh với Bảng 3.2 (Tốc độ giới hạn của dịng nước khơng gây