- Tại vựng phõn lạch, dựng 2mỏ hàn chữ Γbờn bờ phải (H1 và H2) để hƣớng dũng chảy tập trung lƣu lƣợng vào lạch trỏi.
- Hệ thống mỏ hàn T1 đến T12 cú tỏc dụng đẩy chủ lƣu ra xa bờ nhằm chống sạt lở bờ trỏi.
- Dựng hệ thống mỏ hàn H5 và H9 bờn bờ phải khu vực thƣợng lƣu cầu Trung Hà nhằm đẩy chủ lƣu ra xa bờ lừm và phũng chống sạt lở bờ sụng.
- Hệ thống mỏ hàn T13 đến T15 cú tỏc dụng dồn lƣu lƣợng tập trung xúi sõu khu vực bĩi cạn phớa thƣợng và hạ lƣu cầu.
Sau 2 năm hoạt động, hiệu quả cụng trỡnh đĩ đạt đƣợc mục tiờu đề ra, luồng tàu đƣợc cải thiện rừ rệt, cụng trỡnh ổn định, thể hiện trong cỏc hỡnh ảnh trờn hỡnh 1.8 và 1.9.
Hỡnh 1.9. Hiệu quả bồi lấp lạch phải bằng đờ hướng dũng chữ 3.Cụng trỡnh chỉnh trị đoạn phõn lạch Quản Xỏ trờn sụng Chu
Quản Xỏ là đoạn đờ dọc theo bờ lừm của khỳc sụng cong sụng Chu gần nơi hội lƣu với sụng Mĩ. Bỏn kớnh cong lũng dẫn cơ sở chỉ cũn 400m, chủ lƣu ộp sỏt chõn đờ. Dƣới chõn bờ dốc đứng là cỏc hố sõu cục bộ do cỏc dũng xoỏy tạo ra. Hố xúi lớn nhất đạt đến cao trỡnh (-10m), trong lỳc đỉnh đờ cú cao trỡnh (+10,5m). Tỡnh thế đú gõy uy hiếp an tồn cả một vựng dõn cƣ trự phỳ gồm 16 xĩ huyện Thiệu Yờn (Thanh Hoỏ).Trờn đoạn sụng này đĩ từng xõy dựng 15 mỏ hàn ngắn, tạo thành một phũng tuyến bảo vệ bờ.Nhƣng Quản Xỏ vẫn là nỗi lo lắng thƣờng xuyờn của ngành Thủy lợi Thanh Hoỏ.
Cụng trỡnh chỉnh trị do Trƣờng Đại học Thủy lợi chủ trỡ, cú sự tham gia của nhúm cỏn bộ Trƣờng Đại học Xõy Dựng. Nội dung của phƣơng ỏn chỉnh trị nhƣ sau:
- Nhận thấy đõy vốn là một đoạn sụng phõn lạch, lạch phải đĩ bị bồi cạn, lƣu lƣợng tập trung tồn bộ vào lạch trỏi, uy hiếp an tồn tuyến đờ.Giải phỏp chỉnh trị đƣợc xỏc định là khụi phục lạch phải, biến nú thành lạch chớnh. Nhiệm vụ của lạch chớnh sau khi phỏt triển ổn định phải thoỏt đƣợc 60% lƣu lƣợng mựa lũ. Phƣơng ỏn chỉnh trị do GS. Lƣơng Phƣơng Hậu đề xuất và tiến hành thớ nghiệm trờn mụ hỡnh của trƣờng Đại học Xõy Dựng. Kờnh đào hồi
phục lạch phải cú chiều rộng 40m, đỏy kờnh ở cao trỡnh -1,0m, một mỏ hàn hƣớng dũng ở cửa vào và 5 mỏ hàn bảo vệ bờ ở hạ lƣu cửa ra kờnh dẫn.
- Cụng trỡnh Quản Xỏ, ngồi kờnh đào lạch phải ra cũn sử dụng 7 loại cụng trỡnh khỏc nhau để hỗ trợ nhƣ gia cố bờ; mỏ hàn; kố mừm cỏ; đập khoỏ.
Cụng trỡnh đƣợc thực thi và hồn thành vào cuối năm 1994.
a) Tuyến chỉnh trị thiết kế b) Đoạn sụng sau chỉnh trị
Hỡnh 1.10. Cụng trỡnh chỉnh trị đoạn Quản Xỏ trờn sụng Chu
Sau mựa lũ năm 1995, lạch phải đƣợc mở rộng, đào sõu và cụng trỡnh đĩ phỏt huy tỏc dụng, đạt những hiệu quả tớch cực, cú thể kể đến nhƣ sau:
- Đẩy dũng chủ lƣu và trục động lực sang lạch phải, hiện nay theo kết quả khảo sỏt đoạn sụng thỏng 6/2008, thỡ bề rộng lạch trỏi hiện chỉ chiếm khoảng 20% so với bề rộng lạch phải.
- Giảm lƣu lƣợng về phớa lạch trỏi (lạch chớnh trƣớc khi chỉnh trị), vận tốc vựng ven bờ sỏt đờ tả giảm nhỏ, sức tải cỏt và khả năng vận chuyển bựn cỏt giảm nhỏ đỏng kể ở vựng chõn đờ trƣớc kia bị sạt lở nay đĩ bồi cao và hỡnh thành vựng bĩi rất thoải, nhõn dõn vựng ven sụng đĩ trồng rau và hoa màu.
- Chống sạt lở bờ sụng, bảo vệ an tồn cho đề điều.
- Tăng khả năng thoỏt lũ của lũng sụng, ổn định thế sụng. Dƣới đõy là cỏc hỡnh ảnh đoạn sụng Quản Xỏ sau khi chỉnh trị.
Đờ Quản Xỏ đĩ đƣợc an tồn Nơi hợp lƣu 2 lạch
Lạch chớnh do cụng trỡnh tạo ra Lạch cũ nay đĩ thu hẹp, bồi cạn
Hỡnh 1.11. Hỡnh ảnh đoạn sụng Quản Xỏ sau chỉnh trị
1.3.3.2 Những cụng trỡnh cú vấn đề tồn tại[12],[13], [23]
1. Cụng trỡnh điều chỉnh tỷ lệ phõn lưu đoạn Phỳ Gia-Tứ Liờn trờn sụng Hồng
a) Giới thiệu cụng trỡnh:
Đoạn sụng từ Phỳ Gia đến cầu Chƣơng Dƣơng là đoạn sụng phõn lạch lớn nhất trong đoạn sụng Hồng qua Hà Nội. Bĩi giữa Tứ Liờn- Trung Hà chia sụng thành 2 lạch là lạch Quýt ở bờ phải, lạch Gia Lõm ở bờ trỏi. Nhật Tõn là nơi hợp lƣu của đoạn phõn lạch Phỳ Gia - Tầm Xỏ, lại là nỳt phõn lƣu của đoạn Lạch Quýt- Long Biờn, cũng là nơi cú cửa vào sụng Đuống ở bờ tả sụng Hồng.
Theo quy hoạch chung, cụm cụng trỡnh tại nỳt phõn lƣu Tứ Liờn cú nhiệm vụ hạn chế lƣu lƣợng vào lạch Quýt, tăng lƣu lƣợng cho lạch Gia Lõm. Quy mụ và bố trớ cụng trỡnh nhƣ bảng 1.1 và hỡnh 1.12 thể hiện.
Bảng 1.1. Hệ thống mỏ hàn xõy dựng tại Nhật Tõn - Tứ Liờn
TT Mỏ hàn Năm xõy dựng Chiều dài kố (m) Cao độ đầu kố (m) Hỡnh thức kết cấu 1 K1 1997 300 +5,50 Đỏ đổ 2 K2 1992-1993 320 +5,00 Cọc BTCT + đỏ đổ 3 K3 1993-1998 510 +5,00 Đỏ đổ 4 K4 1995-1998 255 + 6,00 Cọc BTCT + đỏ đổ
Hỡnh 1.12. Sơ đồ bố trớ cụm cụng trỡnh chỉnh trị Phỳ Gia – Tứ Liờn đĩ xõy dựng trờn sụng Hồng đoạn Hà Nội
b) Hiệu quả xõy dựng cụng trỡnh:
Hiện nay, trừ mỏ hàn K4 đầu bĩi Tứ Liờn, cỏc mỏ hàn cũn lại đều bị hƣ hỏng. Cụng trỡnh hƣớng dũng chủ lực K3 trờn mặt bằng cú hỡnh chữ , dài tổng cộng 510m, đĩ bị đứt thành 3 khỳc cỏch xa nhau (xem cỏc hỡnh ảnh trong hỡnh 1.13). Dũng chảy lũ đĩ khụng đƣợc điều chỉnh, tràn qua đỉnh K3, đi vào Lạch Quýt, làm sạt lở bờ khu dõn cƣ Tứ Liờn, phải cấp cứu bằng 1 đập dọc.Nơi đõy, cụng trỡnh hƣ hỏng, lũng sụng diễn biến phức tạp, tạo ra cỏc bĩi đỏ nhấp nhụ, ngổn ngang giữa vựng sụng nƣớc với nhiều cồn lạch phõn tỏn,
cỏc hố xúi sõu, nƣớc xiết giữa um tựm lau sậy (cú bài bỏo núi cụng trỡnh xõy dựng từ thời nhà Mạc) đĩ trở thành điểm vui chơi dĩ ngoại hấp dẫn cho cỏc bạn trẻ nhƣng đỏngtiếc là đĩ xảy ra vài vụ chết đuối do sẩy chõn xuống cỏc hố sõu quanh khu vực.
Mỏ hàn K3 khi mới xõy dựng Hố xúi gốc K3
chơ vơ giữa dũng là đầu MH K3
Mũi Mỏ hàn K3 Đập dọc Tứ Liờn
Hỡnh 1.13. Cỏc hỡnh ảnh về hệ thống cụng trỡnh Phỳ Gia- Tứ Liờn
c) Phõn tớch diễn biến khu vực cụng trỡnh Phỳ Gia - Tứ Liờn:
Hiện tƣợng diễn biến phức tạp khụng nhƣ ý tại đoạn Phỳ Gia - Tứ Liờn cú thể giải thớch thụng qua cơ chế dũng chảy mụ tả trong hỡnh 1.14. í đồ của nhà thiết kế là tăng cƣờng lƣu lƣợng cho lạch trỏi để cải thiện điều kiện chạy tàu trong mựa kiệt, nờn cụng trỡnh hƣớng dũng từ bờ trỏi hƣớng sang bờ phải đƣợc thiết kế với cao trỡnh đỉnh thấp +5,0m đến +6,0m, cú chiều dài vƣơn ra đến biờn tuyến chỉnh trị. Khi mựa nƣớc thấp, cả dũng nƣớc và bựn cỏt đều
đƣợc hƣớng đi về lạch trỏi, nhƣng do lƣu lƣợng kiệt khỏ nhỏ, lƣu tốc bộ, tỏcdụng xúi sõu khụng đạt hiệu quả. Khi mựa lũ đến, mực nƣớc dõng cao, phần dũng chảy đỏy mang nhiều bựn cỏt vẫn đƣợc cụng trỡnh đƣa về lạch trỏi, nhƣng dũng chảy mặt mang ớt bựn cỏt hơn, theo định luật liờn tục, lại tràn ngang qua đỉnh mỏ hàn chảy về lạch Quýt. Dũng chảy trànqua đỉnh mỏ hàn cú vận tốc lớn, hàm lƣợng bựncỏt ớtnhƣ trƣờng hợp dũng chảy qua đập tràn sẽ gõy xúi cục bộ và xúi phổ biến cho lũng dẫn hạ du (xem hỡnh 1.14). Ngƣợc lại, bồi cao tập trung tại vựng đầu phớa Gia Lõm của bĩi Tứ Liờn, làm phủ lấp tồn bộ dĩy 5 mỏ hàn chống xúi đĩ xõy dựng tại đú.
Hỡnh 1.14. Phõn tớch kết cấu dũng chảy tại khu vực cụng trỡnh Phỳ Gia - Tứ Liờn
Hiện tƣợng sạt lở bĩi Tứ Liờn (Hà Nội) đĩ là điểm núng cú tớnh thời sự năm 1998, khi lƣu lƣợng phõn quỏ nhiều vào lạch Quýt (lạch phải) từ 13% - 20%lƣu lƣợng sụng Hồng (trạm Hà Nội). Lƣu lƣợng vào lạch phải tăng đĩ gõy sạt lở bĩi Tứ Liờn trờn chiều dài gần l km, chỗ sạt lở vào nhiều nhất là 50m, cỏch đờ bối (cao trỡnh 12,50m) là 30m. Đõy là khu vực dõn cƣ của phƣờng Nhật Tõn. Phú gia an d-ơng Khu vực sạt lở lạch quýt bãi tứ liên Khu vực bồi lắ ng k1 k2 k3 địng chảy sơng hồng k4 Dịng chảy đáy Dịng chảy mặt Hƣớng chảy sụng Hồng Lạch Quýt Bĩi Tứ Liờn Phỳ Gia An Dƣơng
2. Cụng trỡnh chỉnh trị đoạn sụng phõn lạch Quảng Huế (Quảng Nam)
Hệ thống Vu Gia - Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam với diện tớch lƣu vực tớnh tới cửa ra là 10.350km2. Hệ thống gồm 2 sụng chớnh Vu Gia ở phớa Bắc và Thu Bồn ở phớa Nam. Hai sụng cú liờn hệ thủy lực qua khu vực sụng Quảng Huế, nơi dũng chảy tập trung trong lũng dẫn về mựa kiệt và tràn qua bĩi từ sụng Vu Gia sang sụng Thu Bồn vào mựa lũ.
Khu vực hạ lƣu là vựng đồng bằng và cỏc thành phố Đà Nẵng, Hội An, nơi cú mật độ dõn số cao và là trung tõm kinh tế xĩ hội của vựng nờn nhu cầu về nguồn nƣớc về mựa kiệt rất lớn, trong khi mựa lũ lại cần thiết chia nƣớc cho nhỏnh Thu Bồn, nhằm giảm nhẹ tỡnh hỡnh lũ lụt cho đồng bằng.
Do chế độ thủy văn khụng đồng nhất với mựa lũ ngắn 4 thỏng từ thỏng IX đến thỏng XII và tổng lƣợng dũng chảy trờn 80% cả năm làm khu vực ngĩ ba Quảng Huế thƣờng xuyờn nƣớc tràn bờ, xúi bĩi tạo lũng mới. Khi mựa kiệt đến, nếu để tự nhiờn thỡ nƣớc sụng Vu Gia chuyển hết sang Thu Bồn gõy tỡnh trạng thiếu nƣớc cho hạ lƣu sụng Vu Gia, xõm nhập mặn nghiờm trọng cho cỏc huyện phớa Bắc thành phố Đà Nẵng.
Dự ỏn chỉnh trị sụng Quảng Huế (2006-2007) với mục tiờu bịt lạch Quảng Huế mới, hệ thống cụng trỡnh gồm nạo vột 3,2 km lạch Quảng Huế cũ và xõy dựng 1,2km kố ở cửa vào và cửa ra lạch Quảng Huế mới. Cụng trỡnh đƣợc khởi cụng vào thỏng 6/2007, dự kiến sẽ đƣa vào sử dụng trƣớc ngày 30/9/2007.
Quảng huế
Cắt sơng tự nhiên
Sơng Thu Bồn Sơng Vu Gia
Hỡnh 1.15. Nhỏnh sụng mới mở năm 2001 Vu Gia - Quảng Huế
Do ảnh hƣởng của bĩo số 5, mƣa to, nƣớc từ thƣợng nguồn sụng Vu Gia đổ về nhanh đĩ cuốn phăng tuyến kố Đại Cƣờng tại thụn Thanh Võn, xĩ Đại Cƣờng, huyện Đại Lộc vào lỳc 23h30 ngày 3/10/2007 (hỡnh 1.16).
Vỡ đứt kố bờ thƣợng lƣu Kết cấu kố bị phỏ hoại
Kết cấu kố hạ lƣu bị phỏ hỏng Luồng mới cắt qua bĩi về hạ lƣu
Cụng trỡnh chỉnh trị sụng Vu Gia- Quảng Huế trƣớc 2008 sở dĩ thất bại vỡ:
- Trƣớc hết, giải phỏp cụng trỡnh khụng thớch hợp. Cụng trỡnh kố gia cố bờ chỉ sử dụng để chống sạt lở trong điều kiện dũng chảy song song với đƣờng bờ hoặc gúc tạo ra giữa dũng chảy và đừơng bờ là nhỏ (dƣới 250
). Trƣờng hợp này dũng chảy gần nhƣ vuụng gúc với đƣờng bờ.
- Đõy là một đoạn sụng phõn lạch, muốn bịt một lạch thỡ sử dụng đập khúa chứ khụng phải kố gia cố bờ. Nhƣng ở đõy, lạch Quảng Huế mới là lạch đang phỏt triển thuận lợi, cú chiều dài ngắn, độ dốc cao, dũng chảy cú vận tốc lớn, trong lỳc lạch cũ chiều dài lớn lại quanh co, cú sức cản lớn, xu hƣớng suy thoỏi rất rừ ràng. Theo quy luật thỡ cần để lạch Quảng Huế phỏt triển, mà tiến hành bịt lạch cũ. Nhƣng nếu muốn bịt lạch Quảng Huế thỡ cần cú giải phỏp cƣỡng chế mạnh.
- Dũng chảy qua bĩi cú độ sõu lớn, khu vực Quảng Huế lại cú địa hỡnh thấp trũng hơn so với xung quanh, vỡ vậy muốn khụng tạo ra dũng chảy cắt bĩi thỡ cần san lấp vựng trũng và tạo cỏc vật cản, tăng độ nhỏm.
- Do độ chờnh mực nƣớc đầu và cuối lạch Quảng Huế khỏ lớn, dũng chảy tràn bĩi đổ vào lũng sụng hạ lƣu cú năng lƣợng cao, dễ gõy sạt lở mạnh, nờn cần cú giải phỏp nối tiếp và tiờu năng tốt, nhƣ xử lý hạ lƣu đập tràn.
Sau đú, do thay đổi bố trớ khụng gian hệ thống cụng trỡnh, nờn đĩ đạt hiệu quả nhanh và tốt.
1.4. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG NGHIấN CỨU CHỈNH TRỊ SễNG PHÂN LẠCH
Chỉnh trị sụng phõn lạch là một cụng việc khú, cho đến nay vẫn cũn nhiều nghiờn cứu đang triển khai. Trong tài liệu tham khảo, cú rất nhiều cụng trỡnh mới tiến hành trong 20 năm lại đõy. Mặc dựđĩ cú nhiều thành tựu, nhƣng vẫn tồn tại một số vấn đề chƣa cú lời giải thấu đỏo.
1.4.1. Quan niệm về vai trũ cỏc bĩi giữa
Cú những ý kiến khỏc nhau về việc cú nờn duy trỡ hay chuyển đổi loại hỡnh sụng phõn lạch. Một số ý kiến cho rằng, sụng phõn lạch là loại sụng khụng ổn định, cỏc lạch thay nhau tăng trƣởng hay suy vong, cần đƣa nú về loại sụng đơn lạch. Một số ý kiến lại cho rằng, cỏc bĩi giữa nhƣ 1 cỏi nờm cú tỏc dụng tự động điều chỉnh lũng sụng, khụng đƣợc loại trừ nú. Một số lạicho rằng, bĩi giữa trong cỏc đoạn sụng chảy quakhu dõn cƣ, thành phố là những yếu tố cảnh quan, mụi trƣờng cú thể khai thỏc với mục đớch phỏt triển du lịch, giải trớ. Cỏc ý kiến khỏc nhau này tranh luận rất căng thẳng khi thảo luận về cỏc phƣơng ỏn chỉnh trị, tụn tạo đoạn sụng Hồng qua Hà Nội do cỏc tỏc giả Seoul Hàn Quốc đề xuất.
1.4.2. Mối quan hệ giữa cỏc yếu tố hỡnh thỏi và thủy lực của đoạn đơn lạch và đoạn phõn lạch lạch và đoạn phõn lạch
Vỡ đoạn sụng phõn lạch là từ đoạn đơn lạch phớa trờn tạo ra, nờncỏc yếu tố về hỡnh thỏi cũng nhƣ thủy lựccủa nú đều cú mối liờn hệ nào đú với cỏc yếu tố tƣơng ứng từ đoạn đơn lạch phớa thƣợng lƣu. Tỡm đƣợc mối quan hệ này sẽ cú những gợi ý quan trọng cho việc xỏc định cỏc đối tƣợng tỏc động nhằm đạt tới mục tiờu chỉnh trị một cỏch cú hiệu quả nhất. Những kết quả nghiờn cứu về vấn đề này cũn ớt và phõn tỏn.
1.4.3. Bố trớ khụng gian cụng trỡnh chỉnh trị
Cỏc trƣờng hợp thất bại hoặc hiệu quả khụng đƣợc nhƣ mong muốn của cỏc dự ỏn chỉnh trị sụng phõn lạch (nhƣ đĩ trỡnh bày ở trờn)đều cú nguyờn nhõn chủ yếu từ việc bố trớ mặt bằng, xỏc định cao trỡnh đỉnh của hệ thống cụng trỡnh chỉnh trị. Trong đú, việc xỏc định vị trớ, chiều dài, gúc độ và cao trỡnh của cỏc loại cụng trỡnh hƣớng dũng cú ý nghĩa quyết định. Việc này đũi hỏi những nghiờn cứu cụng phu về động lực học lũng sụng, đặc biệt là cơ chế
diễn biến lạch và bĩi, kết cấu dũng chảy khu vực phõn lƣu, nờn khụng phải dự ỏn nào cũng cú điều kiện tiến hành.
Mỗi một đoạn sụng phõn lạch đều cú những điều kiện đặc thự, khỏc biệt với cỏc đoạn khỏc, nờn việc bố trớ khụng gian cụng trỡnh chỉnh trị sụng phõn lạch khụng thể ỏp dụng một sơ đồ cú sẵn cho tất cả cỏc đoạn khỏc nhau.
1.4.4. Đỏnh giỏ hiệu quả của cỏc hạng mục cụng trỡnh chỉnh trị
Trong chỉnh trị sụng phõn lạch, cần vận dụng nhiều loại cụng trỡnh khỏc nhau để đạt đƣợc hiệu ứng: Thay đổi hƣớng chuyển động của chủ lƣu, tăng sức cản, gõy dõng nƣớc trong lạch cần giảm lƣu lƣợng, lỏi dũng gõy xúi sõu lũng dẫn nhƣng khụng gõy sạt lở bờ cho lạch cần tăng lƣu lƣợng, duy trỡ sự ổn định của bĩi giữa...
Mỗi một hiệu ứng cú thể sử dụng cỏc giải phỏp cụng trỡnh khỏc nhau để thực hiện, cần xỏc định giải phỏp nào là hợp lý nhất, hiệu quả nhất cho đối tƣợng đang xột.
1.5. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIấN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1.5.1. Vấn đề nghiờn cứu
Từ cỏc nghiờn cứu tổng quan đĩ trỡnh bày ở trờn, trong khuụn khổ của