SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐIỀU KHIỂN LŨ VÀO CÁC VÙNG BỜ BAO TRONG ĐIỀU KIỆN LŨ TRUNG BÌNH VÀ LŨ THẤP Ở ĐBSCL

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
SƠ ĐỒ TÍNH TỐN ĐIỀU KHIỂN LŨ VÀO CÁC VÙNG BỜ BAO
TRONG ĐIỀU KIỆN LŨ TRUNG BÌNH VÀ LŨ THẤP Ở ĐBSCL
COMPUTATIONAL SCHEME FOR FLOOD MANAGEMENT FOR
EMBANKED AREAS WITH MEDIAN AND LOW FLOODS IN THE
MEKONG DELTA
ThS.NCS. Nguyễn Phú Quỳnh
TĨM TẮT
Vùng bao đê chống lũ tháng 8 được chọn làm đối tượng nghiên cứu
việc quản lý lũ nhằm các mục tiêu: Bảo vệ thu hoạch lúa hè thu, vệ
sinh đồng ruộng, tăng dưỡng chất cho đất. Quy trình quản lý lũ này
cũng thích hợp cho vùng bờ đê bao chống lũ triệt để khi theo chu kỳ xả
nước lũ vào vùng bao khắc phục tình trạng mơi trường trong vùng
bao. Trong bài viết trình bày cách phân chia giai đoạn quản lý lũ, xác
định các thời điểm đóng mở cống, đồng thời cũng giải quyết vấn đề ổn
định sơ đồ tính thủy lực cho bài tốn đặc biệt này.
ABSTRACT
Embanked areas for August flood protection are chosen as object of
flood management investigation for following goals: Protection of
harvesting summer-autumn crop, plain sanitary, fertilizing soils. The
process of flood management also suits absolute flood protected areas,
for the moment when flood water is released into them to improve the
environmental situation by periodical plan. This paper are presented
separation of flood periods, determination of time points to operate
sluices (open and close) and also resolution of stability requirement of
computational hydraulic scheme for this specific problem.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Để kiểm sốt lũ ở ĐBSCL diện tích ngập hàng năm được chia thành 3
vùng [1]:
Vùng ngập sâu khơng kiểm sốt lũ, tại đây các khu vực trồng lúa vẫn có
bờ bao khơng lớn để bảo vệ việc thu hoạch lúa hè thu sớm (chậm nhất là đầu

tháng 8) và để giữ nước cuối lũ cho vụ đơng - xn. Vào lũ chính vụ của các trận
lũ trên trung bình nước tự do tràn qua các bờ bao thấp khơng chịu sự điều hành
của con người.
202 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
Vùng ngập vừa kiểm sốt lũ tháng 8 là chủ yếu, tuy có nhiều diện tích
được bao chống lũ triệt để nằm trong vùng này (như Chợ Mới, Thoại Sơn – An
Giang). Nội dung của việc chống lũ tháng 8 là xây các bờ bao (phần lớn là bao
vừa, diện tích mỗi ơ bao là 200 – 300 ha), có cống bọng để bảo vệ gặt lúa hè thu
chính vụ trước khoảng 25 tháng 8 hàng năm. Sau đó chủ động tháo nước vào để
vệ sinh đồng ruộng, bồi bổ dưỡng chất cho đất và giảm áp lực lũ cho tồn đồng
bằng. Cuối lũ khi mực nước xuống tới mức cần thiết thì đóng các cống bọng và
bơm vợi nước gieo sạ lúa đơng - xn.
Vùng ngập nơng kiểm sốt lũ triệt để với các bờ bao khơng lớn vẫn có các
cống bọng để lấy và tháo thay đổi nước cũng như các trạm bơm đầu nước thấp để
chống úng ngập do mưa khi mực nước sơng rạch cao khơng tiêu tự chảy được.
Phần lớn vùng này trồng cây ăn quả hoặc hoa màu, khả năng chịu ngập thấp.
Như đã nói ở trên, những vùng ngập vừa vẫn có những diện tích bao đê
chống lũ triệt để. Ở đây do kém trao đổi nước nên mơi trường đất – nước khơng
cải thiện, có nơi đất bị xấu đi, sâu bệnh phát triển, nhất là ở những vùng đất có
vần đề (chua phèn, bạc màu) như ở Thoại sơn (An Giang) hay Tam Nơng (Đồng
Tháp). Đã bắt đầu có quy trình là ở các khu vực này cứ 3 năm/1 lần hạ cấp chống
lũ xuống mức chống lũ tháng 8 [2].
Việc tính tốn thủy lực như vậy chỉ còn cần xem xét cho trường hợp điều
khiển lũ cho vùng chống lũ tháng 8 (kể cả diện tích chống lũ triệt để trong vùng
ngập vừa nhưng vào năm cần xả lũ hạ mức xuống chỉ còn chống lũ tháng 8).
Cũng chính cho vùng ngập vừa (chủ yếu chống lũ tháng 8 cho các năm lũ
trung bình) này mà vào năm lũ thấp cần đặt vấn đề tính tốn điều khiển cống
bọng để vừa bảo vệ được mùa màng vừa có lợi nhất về mặt mơi trường. Đó chính
là nội dung chủ yếu của bài viết này.

II. TÍNH TỐN DỊNG CHẢY LŨ CHO VÙNG BAO ĐÊ CHỐNG LŨ
THÁNG 8 Ở ĐBSCL VÀO NHỮNG NĂM LŨ TRÊN TRUNG BÌNH
Lũ trên trung bình được hiểu là đỉnh lũ ở Tân Châu vượt mức 4,20m và
đến cuối tháng 8 vượt mức 3,50m. Trừ các năm lũ lớn đặc biệt (1961, 1978,
1996, 2000,…) mực nước lũ cuối tháng 8 lớn hơn nhiều so với mức trung bình,
đặc biệt như lũ 2000 cuối tháng 7 mực nước tại Tân Châu đạt đỉnh thứ nhất tới
4,35m (đỉnh thứ 2 và là đỉnh chính đạt 5,06m. Như vậy sơ đồ tính sẽ là:
Đầu lũ (tháng 5 và đầu tháng 6): Khi mực nước trong đồng do mưa cao hơn
mực nước kênh rạch bao quanh các cống bọng được mở hết để tiêu nước mưa,
chống úng. Các cống này chỉ đóng lại khi mực nước bên ngồi cao hơn mực nước
mà cây lúa đạt độ ngập vừa phải (ví dụ 1/3 thân). Lúc này là lúc tranh thủ nước
ln chuyển để sơ bộ vệ sinh đồng ruộng và lấy phù sa đầu vụ. Để vệ sinh đồng
ruộng tốt hơn, cống mở lấy nước lũ và cống tháo ra kênh phía hạ lưu nên bố trí đi
203 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
kèm với 2 hệ thống kênh lấy nước, thốt nước so le nhau và được bố trí ở hai phía
bờ đối diện, hãn hữu lắm mới mở cống đầu vào và đầu ra trên cùng một trục kênh.
Các cống chỉ đóng lại khi mực nước ngồi ơ bao dâng cao hơn mực nước ruộng
cho phép và có tính đến lượng mưa từ thời điểm đóng cống cho tới khi gặt xong
lúa hè thu sao cho khơng bị lút lúa khó gặt và lúa ngã rạp dễ nảy mầm.
Giữa lũ: Khi đã gặt xong lúa hè – thu và trong thời gian ngắn lũ sẽ tràn bờ
bao thì các cống đều mở hết cho nước lũ vào và để cho mực nước trong đồng
nhanh chóng dâng lên để đến khi tràn bờ chênh lệch mực nước trong ngồi đồng
khơng lớn. Tổng khẩu độ cống phải vượt hơn khẩu độ tối thiểu để đạt được độ
chênh lệch mực nước thấp được xác định trong giải pháp quản lý hệ thống cơng
trình kiểm sốt lũ Tứ giác Long Xun [3].
Khi dòng chảy lũ đã tràn bờ (cả phần vào và phần ra) đường tràn có kích
thước rất lớn (hàng ngàn m), vì vậy chúng tơi đã phân tích trong tính tốn bằng
sơ đồ hiện sẽ mất ổn định và sơ đồ ẩn khó hội tụ, nghiệm dao động mạnh khi
chênh kệch mực nước trước và sau tràn nhỏ và chảy qua tràn ở trạng thái chảy

ngập (chênh lệch mực nước thượng hạ lưu
zz ∆<δ
với
z∆
trị số nhỏ ví dụ
m01,0z =∆
) [4] . Để khử tính khơng ổn định của sơ đồ tính và để giảm thiểu sai
số tính tốn chúng tơi đã đưa ra trình tự sử dụng cơng thức tính lưu lượng qua
tràn như sau:
II.1. Chảy tự do
∑
=
i
2/3
iii
H.g2.b.mQ
(1)
Trong đó:
m
i
: Hệ số lưu lượng qua đường tràn chiều rộng
i
b
(các cống tháo và
đường tràn bờ bao).
)i(ngthi
ZZH −=
: Cột nước trước tràn.
th
Z

: Mực nước thượng lưu.
)i(ng
Z
: Cao trình ngưỡng tràn của cống và cao trình bờ bao bị tràn.
II.2. Chảy ngập
Khi
i)i(ngh)i(n
H
3
2
ZZh >−=
h
Z
: Mực nước hạ lưu.
Ta có 2 trường hợp:
(i) Khi
zZZz
hth
∆≥−=δ
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 204
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
2/1
z.MQ δ=
(2)
Trong đó
∑
ϕ=
i
)i(nii
g2h.b.M

(3)
Với
i
ϕ
: Hệ số lưu tốc chảy ngập của tràn i (cống, đường tràn bờ bao)
(ii) Chảy ngập với
zz ∆<δ









δ
δ








δ−δ
δ−δ
++
δ−∆

δ−∆








δ−δ
δ−δ
−∆−
∆
δ
=
00
0
00
0
max
z
z
zz
zz
1
zz
zz
zz
zz
1Q

2
1
z
z
.MQ
2
1
(4)
Trong đó
zz
max
Q
4
1
Q
∆=δ
=∆
;
4
z
z
0
∆
=δ
Như vậy với
m01,0z =∆
ta có:

( )
[ ]

( )
[ ]






δδ−δ++
δ−
δ−δ−−δ= zzzsign1
3
z01,0
zzsign1M5zM10Q
00
(5)
Trong đó
( )





δ>δ−
δ=δ
δ<δ
=δ−δ
0
0
0

0
zzkhi1
zzkhi0
zzkhi1
zzsign
(6)
(iii) Nếu tính tốn thơng qua hệ số cản phụ k
c
trong trường hợp chảy ngập
thì khơng phải xử lý cho trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ lưu
zδ
nhỏ
như ở trên và ta có [4]
x.M
A
k
2
2
đ
c
∆
=
(7)
Với M tính theo (3)
Hệ số cản phụ này có mặt trong phương trình chuyển động viết dưới
dạng:
( )
0vvkk
x
z

x
v
g
v
t
v
g
1
c
=++
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
(8)
Trong (7) và (8)
đ
A
: Diện tích mặt cắt đồng
đđđ
hBA =
.
đ
B
: Chiều rộng mặt cắt đồng.
205 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
đđ
ZZh −=
đ
Z
: Cao trình mặt ruộng
đ
A
Q
v =
Tốc độ dòng chảy trên đồng
3
4
đ
2
h
n
k =
Hệ số cản dọc đường với hệ số nhám n
III. TÍNH TỐN THỦY LỰC CHO VÙNG BAO ĐÊ (CHỐNG LŨ THÁNG
8 HOẶC CHỐNG LŨ TRIỆT ĐỂ KHI CẦN THÁO LŨ) VỚI LŨ THẤP
Trong lũ thấp, giai đoạn mở cống đầu lũ khi mực nước trong đồng và mực
nước xung quanh ơ bao thấp hơn mực nước cho phép ngập của lúa có thể được
kéo dài hơn và có thể có hoặc khơng có giai đoạn 2 phải đóng cửa cống để giữ
mực nước ruộng thuận lợi cho thu hoạch lúa.
Do hiện nay chưa có khả năng dự báo lũ trung hạn đủ chính xác nên để điều
khiển đóng mở cống tại các ơ bao ta tiến hành theo các bước sau:
(i)
Chọn thời điểm (dự báo) ngày cuối cùng thu hoạch xong (t
har

) cho lúa hè
- thu của ơ bao cụ thể.
(ii)
Định mực nước cao nhất đến thời điểm T thu hoạch lúa xong có thể cho
phép ở thời điểm này
hZZ
rngmax
∆+=
h∆
: Độ ngập cho phép của cây lúa khi thu hoạch (40 – 50cm) tùy thuộc theo
giống lúa và độ ngả rạp của cây lúa
(iii)
Căn cứ vào cường suất lũ tại thời điểm t hiện tại (cỡ đầu tháng 8)
t
z
a
∂
∂
=
và mực nước lũ Z
lũ
cùng thời điểm để xác định khoảng thời gian
τ
để lũ đạt mực
nước Z
max
a
ZZ
lumax
−

=τ
Thời điểm t
op
để thao tác mở tất cả các cống đưa nước vào ơ bao
τ−=
Tt
op
(iv)
Nếu
tt
op
≤
thì cần thao tác mở cống ngay, ngược lại sẽ mở cống vào
thời điểm top. Vào năm lũ thấp đặc biệt (như lũ 1998) có thể lấy thời điểm tính
tốn t sớm hơn ví dụ giữa tháng 7. Trong q trình mở cống tại các thời điểm t
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 206
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
khác nhau cần tính thời gian t
op
. Nếu tại thời điểm nào đó
op
tt ≤
thì phải đóng các
cống tháo nước ngay, sau đó lại tính t
op
cho các thời điểm sau để quyết định có
mở lại cống khơng.
(v)
Nếu
harop

tt >
thì mở cống ngay thời điểm gặt xong t
har
hoặc trước thời
điểm gặt xong (sớm hơn t
har
).
(vi)
Cho hết trận lũ tới khi đóng các cửa cống để giữ nước cho vụ đơng –
xn tính tổng lượng nước vào ra ơ bao nhằm đánh giá hiệu quả của việc điều
hành lũ. Có thể đánh giá riêng lượng nước tràn qua mặt ruộng vào đầu lũ (có thể
nhiều phù sa hoặc là nước chua đầu mùa).
IV. THẢO LUẬN
Việc tính tốn điều khiển nước lũ đưa vào vùng bao đê cần hết sức uyển
chuyển nhằm bảo vệ được việc gặt lúa đơng – xn. Nhưng lấy được nhiều nước
tốt cải thiện mơi trường đất và nước trong vùng bao cần chia giai đoạn đầu lũ,
giai đoạn bảo vệ lúa và giai đoạn cuối lũ, đồng thời có ứng xử kịp thời khi gặp lũ
dưới trung bình và lũ thấp.
Tính tốn thủy lực cho dòng tràn qua bờ bao thường gặp phải độ chênh
lệch mực nước trong và ngồi bờ bao khơng lớn. Để sơ đồ tính ổn định trong
trường hợp đó đã vận dụng kết quả nghiên cứu trước ([4]) để đưa ra quy trình
tính hiệu quả, tránh được sự cố trong tính tốn.
Quy trình quản lý lũ, đặc biệt là lũ thấp được lập cho vùng bao đê chống
lũ tháng 8 cũng có thể dùng cho vùng bao chống lũ triệt để vào những năm ln
phiên cần lấy nước lũ vào để cải thiện mơi trường vùng bao và tình trạng đất bạc
màu.
Địa chỉ ứng dụng quy trình tính tốn quản lý lũ này là vùng Tứ giác Long
Xun thuộc các tỉnh An Giang, Kiên Giang và một phần tỉnh Cần Thơ.
V. KẾT LUẬN
Bờ bao chống lũ cơ bản đã được xây dựng ở vùng ngập lũ ĐBSCL. Tuy

nhiên vùng bao đê vẫn cần có lũ để làm vệ sinh mơi trường và bồi bổ đưỡng chất
cho ruộng đất. Việc quản lý lũ cho vùng bao đê đặc biệt là cho vùng lũ thấp là rất
quan trọng. Chúng tơi lấy việc quản lý vùng bao chống lũ tháng 8 làm đối tượng
điển hình để nghiên cứu với việc phân giai đoạn và giải quyết vấn đề ổn định sơ
đồ tính thủy lực khi mực nước chênh lệch trong và ngồi bờ bao khơng lớn.
207 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tơ Văn Trường và nnk (1999). “Quy hoạch lũ ĐBSCL”. Tài liệu quy hoạch Viện
Quy hoạch Thủy lợi miền Nam.
2. Nguyễn Ân Niên và nnk (2004). “Nghiên cứu giải pháp quản lý hệ thống cơng
trình kiểm sốt lũ Tứ giác Long Xun”. Đề tài trọng điểm cấp Bộ.
3. Nguyễn Phú Quỳnh – Nguyễn Ân Niên (2007). “Xác định khẩu độ cống tháo
nước vào vùng bao đê nhằm bảo vệ ổn định bờ bao vùng ĐBSCL”. Báo cáo hội nghị
Cơ học Thủy khí tồn quốc năm 2007.
4. Nguyễn Phú Quỳnh – Nguyễn Ân Niên (2007). “Phương pháp tính dòng tràn
qua các bờ bao chống lũ ở ĐBSCL”. Báo cáo tại hội nghị Cơ học tồn quốc lần 8.
Người phản biện: PGS.TS. Tăng Đức Thắng
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 208