Kết quả mô phỏng tác động của các kịch bản khai thác cát

- Tại Việt Nam nhìn chung, những nghiên cứu về sạt lở bờ sông trong những năm qua trên hệ thống sông ở ĐBSCL mới chỉ là bước đầu Các nghiên cứu tập trung

2. CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG KHU VỰC QUẬN THỐT NỐT, THÀNH PHỐ CẦN THƠ

3.2.6. Kết quả mô phỏng tác động của các kịch bản khai thác cát

3.2.6.1. Lưu tốc tại một số vị trí và sự phân chia lưu lượng 2 nhánh

 Vị trí trích xuất lưu tốc trên mô hình là các vị trí nhạy cảm với biến đổi lòng dẫn và sạt lở bờ như gần bờ, gần lạch sâu, thể hiện trên Hình 3-39.

 Kết quả thay đổi vận tốc tại các điểm trích xuất lưu tốc ứng với các kịch bản khác nhau trình bày trên các hình, từ Hình 3-40 đến Hình 3-46.

57

Hình 3-40: Kết quả lưu tốc tại vị trí VT1 trong mùa lũ 2011

Hình 3-41: Kết quả lưu tốc tại vị trí VT2 trong mùa lũ 2011

58

Hình 3-43: Kết quả lưu tốc tại vị trí VT4 trong mùa lũ 2011

Hình 3-44: Kết quả lưu tốc tại vị trí VT5 trong mùa lũ 2011

59

Hình 3-46: Kết quả lưu tốc tại vị trí VT7 trong mùa lũ 2011

 Phân chia lưu lượng trên 2 nhánh sông khu vực cù lao Tân Lộc:

Tỷ lệ phân chia lưu lượng giữa hai nhánh sông trung bình trong 3 mùa lũ thể hiện trên Bảng 3-8.

Bảng 3-8: Tỉ lệ phân chia lưu lượng trên nhánh trái và phải khu vực cù lao Tân Lộc

Phương án khai thác cát

Phân chia lưu lượng nhánh trái-

phải khu vực cù lao Tân Lộc từ nhánh phải sangLưu lượng chuyển nhánh trái so với

hiện trạng (%) Nhánh trái (%) Nhánh phải(%) Tổng(%) Hiện trạng 84.53 15.47 100 Phương án 1 87.07 12.93 100 2.54 Phương án 2 87.39 12.61 100 2.86 Phương án 3 87.87 12.13 100 3.34  Nhận xét

 So sánh lưu tốc tại các điểm giữa các phương án khai thác cát với hiện trạng ta thấy rằng khi thay đổi quy mô khai thác cát theo các phương án đã chọn ở Bảng 3-7 (theo xu thế mở rộng dải khai thác theo phương ngang) thì:

60

thượng lưu và nằm cách xa khu vực khai thác cát, nên việc khai thác cát ở đây không tác động đáng kể đến dòng chảy ở khu vực này.

• Lưu tốc tại các vị trí từ VT4 đến VT7 thuộc nhánh tả sông Hậu đều có xu thế giảm khi bề rộng dải khai thác cát tăng lên. Điều này được lý giải bằng sự tương quan giữa diện tích mặt cắt ướt với vận tốc dòng chảy qua mặt cắt đó. Khi thay đổi quy mô khai thác cát làm tăng diện tích mặt cắt ướt vì vậy với cùng một lưu lượng chảy qua mặt cắt thì lưu tốc tại vị trí đó sẽ bị giảm đi. • Lưu tốc tại vị trí VT2 và VT3 thuộc nhánh hữu sông Hậu cũng có xu hướng

giảm, tuy nhiên biên độ giảm không đáng kể. Điều này lí giải phần nào bởi thực tế, sự phân bố lưu lượng trên 2 nhánh sông Hậu đi qua khu vực cù lao Tân Lộc rất chênh lệch, gần 85% lưu lượng dòng chảy phân bố bên nhánh tả của đoạn sông, vì vậy có thể thấy lưu tốc và lưu lượng ở đây là khá nhỏ, nên khi thay đổi quy mô khai thác cát thì lưu tốc ở đây vẫn không bị ảnh hưởng quá nhiều.  Sự phân chia lưu lượng trên 2 nhánh đoạn sông Hậu đi qua khu vực cù lao Tân Lộc

ta có thể thấy:

• Phía nhánh tả sông Hậu tập trung gần 85% lưu lượng dòng chảy, 15% lưu lượng còn lại thuộc về phía nhánh hữu;

• Khi tiến hành khai thác cát tại khu vực, lưu lượng nhánh bên trái tăng lên, nhánh phải giảm đi. Càng mở rộng phạm vi khai thác thì càng làm cho dòng chảy bên nhánh tả lớn hơn, và nhánh hữu sông Hậu dòng chảy nhỏ hơn, điều này làm tăng tốc độ bồi lắng của nhánh phải khu vực cù lao Tân Lộc. Ngoài ra do sự phân chia lưu lượng quá chênh lệch như vậy nên khi thay đổi quy mô khai thác cát thì sự chênh lệch gia tăng giữa hai nhánh sông là không nhiều.

3.2.6.2. Kết quả tính toán hình thái

 Kết quả mô phỏng biến hình lòng dẫn trong thời gian 3 năm của phương án hiện trạng và các phương án khai thác cát (đã đề cập ở Bảng 3-7) trên mặt bằng được trình bày từ Hình 3-47 đến Hình 3-50.

61

Hình 3-47: Địa hình lòng dẫn đầu và cuối thời đoạn mô phỏng – PA hiện trạng sau 3 năm (2009-2010-2011)

Hình 3-48: Địa hình lòng dẫn đầu và cuối thời đoạn mô phỏng – PA1 sau 3 năm (2009-2010-2011)

Hình 3-49: Địa hình lòng dẫn đầu và cuối thời đoạn mô phỏng – PA2 sau 3 năm (2009-2010-2011)

62

Hình 3-50: Địa hình lòng dẫn đầu và cuối thời đoạn mô phỏng – PA3 sau 3 năm (2009-2010-2011)

Tiến hành trích xuất kết quả địa hình tại một số mặt cắt (thể hiện tại Hình 3- 51) dựa vào kết quả xói bồi lòng dẫn do mô hình tính toán của từng phương án để xem xét diễn biến xói bồi của các mặt cắt, kết quả so sánh được thể hiện từ Hình 3- 52 đến Hình 3-61.

Hình 3-51: Mặt cắt xem xét biến hình lòng dẫn theo các phương án

63

Hình 3-52: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 1-1 theo PA1

Hình 3-53: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 2-2 theo PA1

64

Hình 3-55: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 2-2 theo PA2

Hình 3-56: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 1-1 theo PA3

65

 So sánh tổng hợp các phương án khai thác cát:

Hình 3-58: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 1-1 theo các phương án

Hình 3-59: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 2-2 theo các phương án

66

Hình 3-61: So sánh biến hình lòng dẫn tại mặt cắt 4-4 theo các phương án

 Đánh giá kết quả:

Từ kết quả tính toán diễn biến lòng dẫn sông Hậu đoạn chảy qua cù lao Tân Lộc, quận Thốt Nốt theo các phương án khai thác cát trong khoảng thời gian 3 năm từ 2009 đến 2011(theo số liệu thủy văn từ năm 2009 đến năm 2011) bằng mô hình toán MIKE 21C, có một số nhận xét như sau:

 Khai thác cát bên nhánh trái với phạm vi càng lớn thì lưu lượng đẩy từ nhánh phải sang nhánh trái càng nhiều. Tuy nhiên vì tỉ lệ phân bố lưu lượng ở nhánh phải là khá nhỏ nên việc khai thác cát bên nhánh trái không gây ảnh hưởng nhiều đến hiện tượng gây xói bồi ở nhánh phải.

 Tại khu vực nhánh trái sông Hậu thuộc dải khai thác cát, với quy mô khai thác mà địa phương đề ra chỉ gây xói nhẹ phần chân bờ tả phía thuộc địa phận của tỉnh Đồng Tháp, và xói bồi nhẹ phía chân bờ tả của cù lao Tân Lộc. Ta có thể nói với quy mô khai thác này gần như không ảnh hướng đến xói lở cũng như bồi lắng ở đoạn sông nghiên cứu.

 Ở phương án hiện trạng, sau 3 năm mô phỏng với số liệu thủy văn từ năm 2009 đến 2011, lòng dẫn có xu thế xói ở giữa lòng dẫn và bồi nhẹ ở khu vực gần 2 mép bờ. Khi tiến hành khai thác theo các phương án thì phương án nào có diện tích khai thác càng lớn thì tại khu vực gần đầu cù lao hiện tượng bồi lắng ở giữa

67

lòng dẫn càng nhiều. Điều này có vẻ không đúng với quy luật - đó là khi khai thác cát với quy mô càng lớn thì sẽ mở rộng lòng dẫn, làm dòng chảy càng tập trung vào nhánh khai thác cát và càng gây xói lở. Tuy nhiên, do diện tích mặt cắt ướt giảm nhiều, làm cho vận tốc dòng chảy giảm và dẫn đến sức tải cát của dòng chảy giảm, làm gia tăng bồi lắng ở khu vực giữa dòng sông. Tất nhiên là khối lượng bồi lắng nhỏ hơn nhiều so với khối lượng khai thác. Đối với khu vực lân cận khu vực khai thác cát, vận tốc dòng chảy cũng như biến đổi lòng dẫn giữa các phương án khai thác cát khác nhau không khác nhau nhiều, và không có xu thế gia tăng vận tốc ở các điểm nghiên cứu. Tuy nhiên, biến đổi lòng dẫn có xu thế “tự nhiên” trở lại. Thật vậy, khi lưu lượng ở nhánh trái gia tăng (do khai thác cát), vận tốc dòng chảy trung bình sẽ tăng (do lưu lượng tăng), làm gia tăng sức tải cát của lòng dẫn. Hậu quả là lòng dẫn có xu thế xói nhiều hơn so với trường hợp ít hoặc không khai thác cát.

 Tuy các phương án khai thác cát không gia tăng xói lở bờ trong biến hình lòng dẫn, nhưng khi tiến hành khai thác gần bờ vượt quá phạm vi cho phép (không theo quy hoạch hoặc khai thác cát lậu) thì làm cho mái bờ quá dốc, và gây sạt lở bờ.

 Tóm lại, vấn đề khoảng cách khai thác cát cách bờ và chiều sâu khai thác cát sẽ là yếu tố quyết định đến khả năng gây ra sạt lở bờ, và đó cũng chính là tác động lớn nhất của vấn đề khai thác cát. Khai thác cát cách xa bờ một giới hạn cho phép, với khối lượng khai thác càng nhiều sẽ càng kích thích quá trình bồi lắng ở khu vực khai thác nhiều hơn so với không khai thác. Tuy nhiên, khối lượng khai thác sẽ lớn hơn nhiều so với khối lượng bồi lắng được gia tăng.

68