CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VỊ TRÍ CỬA LẤY NƯỚC VÀO SÔNG ĐÁY
3.3 Kết quả tính toán diễn biến lòng dẫn và đánh giá khả năng lấy nước khu vực cửa vào sông Đáy theo các kịch bản lấy nước khác nhau
3.3.2 Đánh giá diễn biến lòng dẫn theo kịch bản vị trí lấy nước khác nhau
Lựa chọn năm kiệt thực tế là năm 2003-2004 để tính toán diễn biến lòng dẫn sông Đáy khi lấy nước vào sông với lưu lượng Qkiệt=100m3/s. Kết quả tính toán diễn biến tại các vị trí như sau :
119
Hình 3.26. Phân bổ trường vận tốc tại khu vực kênh Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 20/04, dòng chảy kiệt năm 2004(trường hợp cải tạo lòng dẫn+ CTLN mới,
Q=100m3/s)
Hình 3.27. Phân bố trường vận tốc tại khu vực cống đầu mối Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 20/04, dòng chảy kiệt năm 2004(trường hợp cải tạo lòng dẫn+ CTLN
mới,Q=100m3/s)
Khi đưa nước qua cống Cẩm Đình với lưu lượng Q = 100m3/s,trường vận tốc có xu hướng lệch về phía bờ hữu sông Hồng. Vận tốc dòng chảy phổ biến trên kênh Cẩm
120
Đình là 0,44 - 0,56m/s. Tại mặt cắt cống lấy nước mùa kiệt Cẩm Đình và cống lấy nước mới là 0,6 - 0,75m/s.
Hình 3.28.Mức độ bồi xói lòng dẫn trên đoạn kênh Cẩm Đình và khu vực cửa vào sông Đáy ngày 20/03, dòng chảy kiệt 2004 (trường hợp cải tạo lòng dẫn+ CTLN
mới,Q=100m3/s)
Hình 3.29.Mức độ bồi xói lòng dẫn trên đoạn kênh Cẩm Đình thời điểm 16h ngày 20/04, dòng chảy kiệt 2004 (trường hợp cải tạo lòng dẫn+ CTLN mới,Q=100m3/s) Sau thời gian mô phỏng cho 1 tháng mùa kiệt ta nhận thấy: Khu vực xói tập trung tại vùng trước cửa cống Cẩm Đình, khu vực bồi xuất hiện ở cửa vào kênh Cẩm Đình và sau kênh dẫn thượng lưu cống Cẩm Đình. Lòng kênh bị nâng lên khoảng 12cm, quy
121
mô và diện tích hố xói giảm, vùng bồi tăng lên và có xu hướng kéo dài về phía hạ lưu kênh. Xu thế diễn biến cũng phù hợp với kết quả phân tích diễn biến mặt cắt ngang trong thời kỳ vì vậy để tăng khả năng lấy nước và hiệu quả của công trình đầu mối lấy nướccần có biện pháp chỉnh trị cho đoạn sông Hồng (khu vực cửa vào sông Đáy), đẩy trục dòng chảy tiến lại gần khu vực cửa cống Cẩm Đình hơn.
b. Đánh giá diễn biến lòng dẫn khi đưa nước thường xuyên vào sông Đáy Q=450m3/s
Mô phỏng diễn biến lòng dẫn với phương án đưa nước qua cống Cẩm Đình vào sông Đáy với lưu lượng Q=450m3/s. CTLN đặt tại Cẩm Đình (bên cạnh cống Cẩm Đình cũ). Tiến hành mô phỏng để đánh giá chế độ thủy động lực bùn cát tại vị trí cống đầu mối.Vận tốc dòng chảy trong kênh Cẩm Đình phổ biến ở mức 0,7m/s -0,8m/s, tại khu vực cống lấy nước mùa kiệt Cẩm Đình và cống đầu mối mới có vận tốc từ 1,1m/s - 1,2m/s. Trục dòng chảy có xu hướng lệch về phía bờ hữu đoạn gần khu vực cửa vào sông Đáy.
Hình 3.30.Phân bố trường vận tốc tại khu vực kênh Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 20/04,trường hợp đưa nước thường xuyên Q=450m3/s –năm 1996
122
Hình 3.31. Phân bố trường vận tốc tại khu vực cống đầu mối Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 20/04, trường hợp đưa nước thường xuyên Q=450m3/s – năm1996
Hình 3.32. Mức độ bồi xói lòng dẫn trên đoạn kênh Cẩm Đình thời điểm 16h ngày 20/03 (Q=450m3/s)
123
Hình 3.33. Mức độ bồi xói lòng dẫn trên đoạn kênh Cẩm Đình thời điểm 16h ngày 20/04 (Q=450m3/s)
Khi đưa nước thường xuyên vào sông Đáy với lưu lượng (Q= 450m3/s), độ sâu mực nước tại cụm công trình Cẩm Đình từ 10- 10,5m và có xu hướng giảm dần về phía cuối kênh Cẩm Đình.
Sau một tháng mô phỏng, khu vực bồi có xu hướng tăng lên tại khu vực trước cửa vào sông Đáy, lòng sông bị nâng lên cục bộ tại một số vị trí từ 0,5-1m. Tốc độ bồi xói còn ở mức nhỏ nhưng do cụm công trình tại Cẩm Đình có nhiệm vụ lấy nước thường xuyên vào sông Đáy nên về lâu dài cần có biện pháp chỉnh trị để khắc phục hiện tượng bồi đầu kênh, làm tăng thời gian và hiệu quả của CTLN.
124
Hình 3.34.Tốc độ bồi xói lòng dẫn sông đoạn sông Hồng, khu vực cửa vào kênh Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 20/04 (Q=450m3/s).
Hình 3.35.Vận chuyển bùn cát lơ lửng tại cống Cẩm Đình và dọc kênh Cẩm Đình (Q=450m3/s).
125
c. Đánh giá diễn biến lòng dẫn khi phân lũ vào sông Đáy với Q =2.500m3/s
Cống lấy nước mùa kiệt Cẩm Đình ngoài nhiệm vụ lấy nước vào sông Đáy với lưu lượng từ 30-100m3/s còn có nhiệm vụ lấy nước phù sa mùa lũ, không làm ảnh hưởng và vẫn đảm bảo nhiệm vụ phân lũ sông Hồng vào sông Đáy. Lưu lượng nước lấy qua cống Cẩm Đình Qmax = 450m3/s, cùng với cống phân lũ Vân Cốc được thiết kế với khả năng chuyển nước vào sông Đáy khoảng 2.500m3/s và hệ thống tràn đê Vân Cốc đảm bảo phân lũ tối đa vào sông Đáy khoảng 5.000m3/s. Theo phương án này tất cả các công trình phân lũ hiện có trên hệ thống đều được dùng cho nhiệm vụ phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy với Q =2.500m3/s. Nhưng hiện nay cống Vân Cốc và tràn đê Vân Cốc đã xuống cấp, cần tu sửa để đảm bảo an toàn khi phân lũ. Kết quả mô phỏng diễn biến lòng dẫn khi phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy với hệ thống công trình phân lũ hiện có như sau:
Hình 3.36.Mức độ xói bồi lòng dẫn đoạn kênh Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 10/7/1996
126
Hình 3.37.Mức độ xói bồi lòng dẫn đoạn kênh Cẩm Đình thời điểm 8h ngày 10/08/1996
Khi phân lũ vào sông Đáy với lưu lượng Q=2.500m3/s dòng chủ lưu càng ép sát bờ hữu nhất là khu vực trước cống Cẩm Đình và công trình phân lũ mới Vân Cốc. Lưu tốc gần khu vực cống đạt 1,6m/s, dòng chảy tràn trên bãi với vận tốc lớn vào cống phân lũ Vân Cốc do đó hình thành trường động lực đi vào công trình phân lũ mới Vân Cốc, lưu tốc lớn nhất trên trục động lực này đạt 1,7m/s. Lưu tốc dòng chảy qua mặt cắt cống Cẩm Đình rất lớn từ 1,9-2,0 m/s và giảm dần khi chảy về hạ lưu cống với dòng chủ lưu của tuyến thoát lũ tập trung trên kênh Cẩm Đình rồi chảy theo tuyến kênh Cẩm Đình thoát nước về hạ du.
Hát Môn là cửa vào sông Đáy cũ nhưng hiện nay đã bị bồi lấp nên nước từ sông Hồng không thể chảy vào sông Đáytheo vị trí này. Với mục tiêu làm sống lại sông Đáy, công trình phân lũ mới cũng được đề xuất xây dựng tại Hát Môn. Kết quả tính toán diễn biến lòng dẫn khi phân lũ từ sông Hồng vào sông Đáy theo cửa Hát Môn như sau:
127
Hình 3.38.Phân bố trường vận tốc tại khu vực cống Cẩm Đình, công trình phân lũ mới Hát Môn, cống Hiệp Thuận thời điểm 8h ngày 10/07
Khi phân lũ vào sông Đáy với lưu lượng Q = 2.500m3/s dòng chủ lưu có xu hướng tiến sát vào bờ hữu gần khu vực cửa cống Cẩm Đình. Đoạn sông trước cửa công trình phân lũ mới tại Hát Môn thì trục dòng chảy lại có xu hướng tiến về phía bờ tả sông Hồng.
Lưu tốc dòng chảy qua mặt cắt cống Cẩm Đình lớn từ 1,4 - 1,6m/s, qua cống phân lũ mới Hát Môn 1,2-1,4m/s, tràn vào lòng hồ Vân Cốc 0,8-1,0m/s và giảm dần khi chảy về hạ lưu, dòng chủ lưu của tuyến thoát lũ phân bố đều trên kênh Cẩm Đình và kênh mới Hát Môn.
Sau thời gian mô phỏng 1 tháng của trận lũ năm 1996, tốc độ bồi xói lòng dẫn tại kênh Cẩm Đình có sự thay đổi rõ rệt. Tại thời điểm ngày 10/07 khu vực xói chủ yếu tập trung tại trước cửa cống Cẩm Đình với vùng xói rộng và sâu, vùng bồi xuất hiện ở khu vực cửa vào cống Cẩm Đình và ngay sau cống. Vùng bồi tăng cả về quy mô và kích thước, có xu hướng tiến sát khu vực cống Cẩm Đình hơn. Lòng kênh bị bồi khoảng 40cm so với thời điểm 1h ngày 10/07/1996.Tốc độ xói cục bộ tại một số vị trí phổ biến ở mức 0,047m/ngày-0,049 m/ngày.
128
Thay đổi mặt cắt tại vị trí khu vực cửa vào kênh dẫn cống Cẩm Đình 1 (MC10) và vị trí cống Cẩm Đình 2 (MC11) thể hiện trên hình vẽ sau:
Hình 3.39. Thay đổi mặt cắt tại vị trí mặt cắt, khu vực cửa vào kênh Cẩm Đình Qua hình vẽ trên cho thấy tại vị trí mặt cắt số 10 lòng dẫn có xu thế bồi, ảnh hưởng đến khả năng lấy nước vào kênh dẫn cống Cẩm Đình.