NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NGÃ BA SÔNG QUẢNG HUẾ, TỈNH QUẢNG NAM PHỤC VỤ THIẾT KẾ KÈ BỜ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI





TRẦN THỊ MẾN


NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC
NGÃ BA SÔNG QUẢNG HUẾ, TỈNH QUẢNG NAM PHỤC VỤ
THIẾT KẾ KÈ BỜ

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số: 60.58.40


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN PHƯƠNG MẬU
PGS.TS VŨ MINH CÁT






Hà Nội - 2014
LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn đề tài “Nghiên cứu chế
độ thủy văn, thủy lực khu vực ngã ba sông Quảng Huế, tỉnh Quảng Nam
phục vụ thiết kế giải pháp kè bảo vệ bờ”, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn
và giúp đỡ tận tình, chu đáo của các thầy cô giáo trong khoa Công trình và
khoa Kỹ thuật biển – Trường Đại học Thủy lợi cũng như sự giúp đỡ của Viện
Quy hoạch Thủy lợi – Tổng cục Thủy lợi, Công ty Tư vấn và Chuyển giao công
nghệ - Trường Đại học Thủy lợi, các chuyên gia và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, đặc
biệt là thầy giáo PGS,TS. Nguyễn Phương Mậu; PGS,TS. Vũ Minh Cát người
đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn giúp tác giả có
được kiến thức để hoàn thành bản luận văn này.
Do trình độ, kinh nghiệm cũng như thời gian nghiên cứu còn hạn chế
nên Luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp, trao đổi chân thành.
Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 08 năm 2014
Học viên



Trần Thị Mến



LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết rằng nội dung của bản luận văn này chưa được nộp cho bất
kỳ một chương trình cấp bằng cao học nào cũng như bất kỳ một chương trình đào
tạo cấp bằng nào khác.

Tôi cũng xin cam kết các số liệu và kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung
thực và chưa được ai công bố trong tất cả các công trình nào trước đây. Tất cả các
trích dẫn đã được ghi rõ nguồn gốc.


Hà Nội, tháng 08 năm 2014
Học viên



Trần Thị Mến

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
I. Tính cấp thiết của đề tài 1
II. Mục đích của đề tài 3
III. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu 4
1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng 4
2. Phương pháp 4
3. Công cụ sử dụng 4
IV. Kết quả đạt được. 4
V. Nội dung luận văn: 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG
CÔNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU. 6

1.1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 6
1.2. TÌNH HÌNH NGUỒN NƯỚC SÔNG VU GIA – THU BỒN, DIỄN
BIẾN DÒNG CHẢY, CHẾ ĐỘ CHUYỂN NƯỚC CỦA NHÁNH QUẢNG
HUẾ NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY 10

1.2.1. Dòng chảy năm 10
1.2.2. Dòng chảy lũ, kiệt 11
1.2.3. Chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế trong những năm gần đây 14
1.3. HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH TRÊN NHÁNH QUẢNG HUẾ 15
1.4. TÌNH HÌNH NGẬP LỤT VÙNG ẢNH HƯỞNG LŨ 18
1.5 NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI CẦN GIẢI QUYẾT. 20
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN, THỦY LỰC PHỤC
VỤ THIẾT KẾ 22

2.1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH MIKE 11. 22
2.1.1. Tổng quan mô hình MIKE 11 22
2.1.2. Các ứng dụng mô hình MIKE 11 22
2.1.3 Ứng dụng mô hình MIKE11 tại Việt Nam 23
2.2. CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 25
2.2.1. Hệ Phương trình Saint Venant 25
2.2.2. Thuật toán trong mô hình MIKE11 26
2.2.3. Phương trình tải khuếch tán 29
2.3. SỐ LIỆU DẦU VÀO, CÁC BIÊN MÔ HÌNH 30
2.3.1. Tài liệu địa hình 32
2.3.2. Tài liệu khí tượng, thuỷ hải văn 33
2.3.3. Biên tính toán 33
2.3.4. Trạm kiểm tra 34
2.3.5. Thiết lập mô hình 35
2.4. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 39
2.4.1. Hiệu chỉnh thông số mô hình thủy lực 39
2.4.2. Kiểm định mô hình 41
2.5. XÂY DỰNG TẬP KỊCH BẢN TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG XÁC
ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NC. 42

2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 49

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH 50
KÈ BỜ HỮU THƯỢNG CẦU QUẢNG HUẾ 50
TỪ K0+782,4 ĐẾN K1+442,7. 50
3.1. Lý lịch công trình 50
3.2. Các thông số kỹ thuật của công trình 50
3.2.1. Xác định cao trình đỉnh kè 51
3.2.2. Các chỉ tiêu thiết kế thân kè: 54
3.2.2. Các chỉ tiêu thiết kế chân kè 55
3.3. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH MÁI KÈ 59
3.3.1. Chỉ tiêu thiết kế: 59
3.3.2. Trường hợp tính toán 60
3.3.3. Mặt cắt tính toán 60
3.3.4. Phương pháp tính toán 60
3.3.5. Kết quả tính toán. 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68
1. Các kết quả đạt được của luận văn 68
2. Một số vấn đề tồn tại 70
3. Kiến nghị 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Bộ Nông nghiệp & PTNT:
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
UBND:
Ủy ban nhân dân
CK BTĐS:
Cấu kiện bê tông đúc sẵn
QCVN:
Quy chuẩn Việt Nam
S.

Sông
TB Trung bình
TH: Trường hợp
TP
Thành phố
&
Và
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Lưu lượng bình quân tháng Nông Sơn và Thành Mỹ 10
Bảng 1.2: Các thông số thống kê dòng chảy tháng và năm 11
Bảng 1.3: Thời gian và tốc độ truyền lũ trên các đoạn sông 12
Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình lũ thiết kế 13
Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình kiệt thiết kế 13
Bảng 1.6: Lưu tốc ứng với các tần suất tại tuyến ngã ba Quảng Hế cũ – mới 13
Bảng 1.7: Thống kê thiệt hại do ngập lũ môt số năm gần đây vùng hạ lưu 18
Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả chạy và kiểm định mô hình 41
Bảng 2.2: Thống kê chênh lệch mực nước 2 sông từ 1995 đến 2006 42
Bảng 2.3: Chênh lệch mực nước theo tần suất thiết kế (∆H = H
AN
– H
GT
) 44
Bảng 2.4: Độ dốc mặt nước ứng với tần suất thiết kế 44
Bảng 2.5: Độ dốc mặt nước ứng với tần suất thiết kế các năm 44
Bảng 3.1: Độ dốc mặt nước nhánh Vu Gia đoạn Hội Khách - Ái Nghĩa 53
Bảng 3.2: Các thông số và kết quả tính toán cũ và kết quả nghiên cứu 56
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền sử dụng trong tính toán 59
Bảng 3.5: Kết quả tính toán ổn định mái kè 62
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Vị trí tuyến kè bờ hữu sông Quảng Huế 6
Hình 1.2: Hệ thống sông ngòi lưu vực sông Vũ Gia - Thu Bồn 7
Hình 1.3: Đoạn sông nghiên cứu 10
Hình 1.4. Lũ sông Vu Gia phá bờ tạo dòng Quảng Huế mới trong năm 2001 14
Hình 1.5: Bờ hữu sông thượng lưu cầu Quảng Huế dài 660 m có nguy cơ sạt lở đe
dọa tới cơ sở hạ tầng và tính mạng nhân dân xã Đại Cường sau mùa lũ năm 2007 . 17

Hình 1.6: Kè mỏ hàn trên sông Vu Gia, trước cửa Quảng Huế mới (11/01/2011) 17
Hình 1.7: Kè chắn sóng trên sông Vu Gia, trước cửa Quảng Huế mới 17
Hình 1.8: HL đập thứ nhất và TL đập thứ hai chặn dòng đoạn Quảng Huế mới 17
Hình 1.9: Đoạn Quảng Huế cũ sau khi được nạo vét, khơi dòng 17
Hình 2.1: Sơ đồ mô tả quy luật dòng chảy trong sông 25
Hình 2.2: Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm 27
Hình 2.3: Sơ đồ khối tính toán thuỷ lực MIKE11 31
Hình 2.4: Sơ đồ thuỷ lực hệ thống tính toán 32
Hình 2.5: Thiết lập mạng sông (*.NWK11) 35
Hình 2.6: Thiết lập dữ liệu địa hình (*.XNS11) 36
Hình 2.7: Thiết lập điều kiện biên (*.BND11) 37
Hình 2.8: Thiết lập File thông số của mô hình (*.HD11) 38
Hình 2.9: Thiết lập file mô phỏng (*.sim11) 39
Hình 2.10: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình 41
Hình 2.11: MN các trạm Hội Khách, Ái Nghĩa, Cẩm Lệ, Giao Thuỷ và Câu Lâu 41

Hình 2.12: Các vị trí xác định lưu lượng và lưu tốc 46
Hình 2.13: MN các trạm Hội Khách, Ái Nghĩa, Cẩm Lệ, Giao Thuỷ và Câu Lâu 46
Hình 2.14: Lưu lượng mô phỏng khu vực công trình 47
Hình 2.15: Lưu tốc 5 mặt cắt trên Sông Quảng Huế 47
Hình 3.1: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C40 TH1 62
Hình 3.2: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C50 TH1 63

Hình 3.3: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C53 TH1 63
Hình 3.4: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C55 TH1 63
Hình 3.5: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C57 TH1 64
Hình 3.6: Đường bão hòa mặt cắt C40 TH2 64
Hình 3.7: Đường bão hòa mặt cắt C50 TH2 64
Hình 3.8: Đường bão hòa mặt cắt C53 TH2 65
Hình 3.9: Đường bão hòa mặt cắt C55 TH2 65
Hình 3.10: Đường bão hòa mặt cắt C57 TH2 65
Hình 3.11: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C40 TH2 66
Hình 3.12: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C50 TH2 66
Hình 3.13: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C53 TH2 66
Hình 3.14: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C55 TH2 67
Hình 3.15: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C57 TH2 67
1
MỞ ĐẦU

I. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn là một hệ thống sông lớn ở vùng
Duyên Hải Trung Trung Bộ. Sông bắt nguồn từ địa bàn tỉnh Kon Tum chảy
qua tỉnh Quảng Nam, Thành phố Đà Nẵng đổ ra biển Đông ở hai Cửa Đại và
Cửa Hàn, diện tích lưu vực tính tới cửa ra là 10.350 km
2
.
Tọa độ địa lí như sau:
+ 14
o
54’ đến 16
o
13’ vĩ độ Bắc.
+ 107

o
13’ đến 108
o
44’ kinh độ Đông.
Có ranh giới lưu vực:
+ Phía Bắc giáp lưu vực sông Cu Đê.
+ Phía Nam giáp lưu vực sông Trà Bồng và Sê San.
+ Phía Tây giáp Lào.
+ Phía Đông giáp biển Đông và lưu vực sông Tam Kỳ.
Hệ thống gồm 2 sông chính Vũ Gia ở phía Bắc và Thu Bồn ở phía
Nam. Hai sông có liên hệ thuỷ lực qua khu vực sông Quảng Huế, nơi dòng
chảy tập trung trong lòng dẫn về mùa kiệt và chảy tràn qua bãi từ sông Vũ
Gia sang sông Thu Bồn vào mùa lũ.
Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, xã hội
của miền Trung nói chung, tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng nói riêng.
Mưa trên lưu vực Vu Gia – Thu Bồn được phân bố theo hai mùa rõ rệt
theo thời gian là mùa mưa nhiều và mùa mưa ít. Lượng mưa trong mùa mưa
nhiều chiếm 65 ÷ 80% tổng lượng mưa năm. Thời kỳ mưa lớn nhất thường
tập trung vào tháng X và XI, chiếm tới 40 ÷ 50% lượng mưa cả năm. Có
những năm lượng mưa trong một ngày đêm lên tới trên 600mm/ngày. Lượng
mưa ngày đêm lớn nhất đã quan trắc được:
Đà Nẵng X
1
max
= 527.0mm 3-XI-1999

Thành Mỹ X
1
max
= 608.0mm 2-XI-1999

Tiên Phước X
1
max
= 532.0mm 3-XI-1999
Hội An X
1
max
= 658.0mm 3-XI-1999
Theo không gian lượng mưa vùng nghiên cứu thuộc vùng núi thấp và
đồng bằng ven biển lượng mưa từ 2.000 ÷ 2.500 mm.
Do chế độ thuỷ văn không đồng nhất với mùa lũ ngắn 4 tháng từ tháng
IX đến tháng XII và tổng lượng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã
ba Quảng Huế thường xuyên nước tràn bờ, xói bãi tạo lòng mới. Khi mùa kiệt
đến, nếu để tự nhiên thì nước sông Vũ Gia chuyển hết sang Thu Bồn gây tình
trạng thiếu nước, xâm nhập mặn nghiêm trọng cho các huyện phía bắc tỉnh và
thành phố Đà Nẵng.
Ở khu vực cửa vào của đồng bằng duyên hải, nằm trong phạm vi hai xã
Đại Cường, Đại An của huyện Đại Lộc, sông Vu Gia và sông Thu Bồn được
nối với nhau bằng sông Quảng Huế, với chiều dài uốn khúc khoảng 8km.
Quảng Huế là nhánh sông quyết định rất lớn đến chế độ dòng chảy giữa hai
sông Vu Gia, Thu Bồn. Hệ thống Vu Gia và các nhánh ở hạ lưu cung cấp
nước tưới và sinh hoạt cho khu vực kinh tế và dân rộng lớn bao gồm khoảng
10.000 ha đất canh tác và hơn 1.000.000 dân. Tuy nhiên sau các trận lũ lớn
năm 1999 và 2000, sông Quảng Huế bị cắt dòng ở khu vực xã Đại Cường,
hình thành thêm một nhánh sông mới mà cửa mới cách vị trí cửa sông Quảng
Huế cũ khoảng 1,7 km về phía thượng lưu và nối vào điểm cuối sông cũ với
chiều dài chỉ khoảng 4 km.
Sự xuất hiện của sông Quảng Huế mới làm nhánh cũ bị bồi lấp dần và
sau hai năm đã bồi lấp gần như hoàn toàn, trong khi nhánh mới ngày càng mở
rộng, dẫn tới tình trạng sạt lở bờ liên tục trong những năm gần đây làm nhiều

nhà cửa, ruộng vườn ven sông phải di dời, hàng trăm ha đất canh tác thuộc
thôn 8, 9, Ô Gia Bắc, Thanh Vân xã Đại Cường huyện Đại Lộc bị cuốn trôi.
3
Hệ thống điện 110KV cung cấp cho xã Đại Cường bị hư hỏng nặng, đường
giao thông liên huyện bị cắt đứt.
Quá trình cắt dòng diễn ra phức tạp, kết quả là đoạn sông Quảng Huế
mới chảy thẳng hơn, ngắn hơn, góc phân lưu thuận lợi hơn nên phần lớn
lượng nước từ Vu Gia đã được chuyển sang sông Thu Bồn sẽ gây ngập lụt
nghiêm trọng cho Hội An về mùa lũ và thiếu nước cho vùng hạ lưu Vu Gia về
mùa kiệt dẫn đến tình trạng xâm ngập mặn vào sâu các sông trong hệ thống.
Lũ lớn trên sông Vu Gia sẽ dồn sang sông Thu Bồn làm gia tăng các vùng
ngập lụt mới và hình thành các khu vực diễn biến sạt lở, bồi đắp mới ở vùng
hạ lưu sông Thu Bồn. Trước diễn biến phức tạp gây nhiều thiệt hại cho dân cư
sinh sống nơi đây Bộ Nông nghiệp & PTNT quyết định sử dụng nguồn vốn
ODA thuộc Dự án Hỗ trợ thuỷ lợi Việt Nam (VWRAP) do Ngân hàng Thế
giới (WB) đầu tư và lập Tiểu Dự án Chỉnh trị sông Quảng Huế (Quảng Nam)
nhằm:
- Tránh bồi lấp, suy thoái nhánh sông Vu Gia về qua Ái Nghĩa (sông
Yên), phục vụ tưới 10.000ha;
- Tạo nguồn nước cho trạm bơm Cầu Đỏ, cấp nước sinh hoạt cho
Thành phố Đà Nẵng;
- Tạo nguồn nước cấp cho sản xuất và sinh hoạt của dân cư vùng hạ lưu.
Do vậy, việc nghiên cứu chế độ thủy lực thủy văn, phục vụ tính toán
thiết kế kè bờ hữu sông Quảng Huế nhằm ổn định bờ, giảm thiểu thiệt hại do
lũ là một việc hết sức cần thiết.
II. Mục đích của đề tài
- Đánh giá chế độ thủy văn, thuỷ lực sông Quảng Huế vào mùa lũ.
- Mô phỏng chế độ dòng chảy ứng với các kịch bản thiết kế để xác định
thông số phục vụ thiết kế kè.
- Thiết kế kè bờ hữu thượng lưu cầu Quảng Huế từ K0+782,4 đến

K1+442,7 bảo vệ tài sản và đời sống nhân dân xã Đại Cường, huyện Đại Lộc.

III. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng
- Đối tượng nghiên cứu là dòng chảy lũ và tương tác của nó với công
trình kè.
- Phạm vi nghiên cứu chính là khu vực ngã ba sông Quảng Huế.
- Tuy nhiên, để có được các thông số thủy động lực ở khu vực nghiên
cứu, phạm vi tính toán được mở rộng cho toàn lưu vực Vũ Gia – Thu Bồn.
2. Phương pháp
- Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện
có trên thế giới cũng như trong nước. Kế thừa các nghiên cứu khoa học, các
dự án liên quan trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, quan tâm chú ý đến
vùng trọng tâm nghiên cứu là nhánh sông Quảng Huế.
- Phương pháp điều tra phân tích tổng hợp nguyên nhân hình thành.
- Phương pháp phân tích thống kê.
- Phương pháp mô hình toán thuỷ văn, thuỷ lực.
- Phương pháp chuyên gia.
3. Công cụ sử dụng
- Khai thác, sử dụng phần mềm thương mại tính toán thuỷ lực và chất
lượng nước MIKE11.
- Khai thác, sử dụng kết quả tính toán thủy lực làm cơ sở dữ liệu để tính
toán ổn định cho kè bằng phần mềm Geoslope.
IV. Kết quả đạt được.
- Phân tích đặc điểm khu vực và những kết quả đã nghiên cứu từ đó xác
định nhiệm vụ nghiên cứu.
- Xây dựng tập kịch bản lũ tính toán chế độ dòng chảy.
- Dựa vào kết quả tính toán thủy lực bằng mô hình Mike11 đề xuất ra
phương án, tính toán thiết kế các thông số kè phù hợp.
- Thiết kế kè theo phương án chọn.

5
V. Nội dung luận văn:
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn được cấu trúc
thành 3 chương với nội dung chính:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,
HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vùng nghiên cứu.
1.2. Tình hình nguồn nước sông Vu Gia – Thu Bồn, diễn biến dòng
chảy, chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế những năm gần đây.
1.3. Hiện trạng các công trình trên nhánh Quảng Huế.
1.4. Tình hình ngập lụt vùng ảnh hưởng lũ.
1.5. Những vấn đề tồn tại cần giải quyết.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC
2.1. Giới thiệu mô hình nghiên cứu (Mike 11).
2.2. Cơ sở toán học của các mô hình và phương pháp giải.
2.3. Số liệu đầu vào, các biên mô hình.
2.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.
2.5. Xây dựng tập kịch bản tính toán và mô phỏng xác định các thông
số thủy văn, thủy lực khu vực nghiên cứu.
2.6. Kết luận chương 2
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHO CÁC
CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG QUẢNG HUẾ
3.1. Lý lịch công trình
3.2. Các thông số kỹ thuật của các công trình
- Xác định cao trình đỉnh kè.
- Các chỉ tiêu thiết kế thân kè.
- Các chỉ tiêu thiết kế chân kè.
3.3. Kiểm tra ổn định mái kè.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG
CÔNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU.

1.1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU
Khu vực xây dựng công trình thuộc xã Đại Cường huyện Đại Lộc tỉnh
Quảng Nam. Phạm vi công trình nằm trên nhánh sông Quảng Huế, thượng lưu
cầu Quảng Huế. Nằm kẹp giữa hai sông Vu Gia và sông Thu Bồn nên chịu
ảnh hưởng trực tiếp chế độ thủy văn, thủy lực của hai sông.

Hình 1.1. Vị trí tuyến kè bờ hữu sông Quảng Huế
Địa hình khu vực công trình tương đối bằng phẳng, dạng bãi bồi ven
sông Quảng Huế. Cao độ trung bình khoảng +6,0 ÷ 7,0m thấp hơn so với cao
độ bãi vùng ven sông Vu Gia và sông Thu Bồn. Xu thế địa hình khu vực thấp
dần từ sông Vu Gia theo hướng sông Quảng Huế mới về sông Thu Bồn.
Khu vực dân cư nằm ven bờ hữu sông Vu Gia và sông Quảng Huế mới,
7
cao độ trung bình khu dân cư +8,0 ÷ 9,0m. Về mùa lũ cả vùng dự án đều ngập
đến cao trình +10÷11m, lũ tiểu mãn ngập cao trình bãi tới +7,5m kéo dài từ
3÷4 ngày.
Vùng hưởng lợi của công trình bao gồm khu dân cư dọc theo bờ hữu
sông Quảng Huế Mới thuộc địa bàn xã Đại Cường huyện Đại Lộc tỉnh Quảng
Nam. Khu vực hạ lưu sông Thu Bồn phía Hội An và khu vực hạ lưu sông Vu
Gia phía TP Đà Nẵng.
Mạng lưới sông thuộc lưu vực Thu Bồn - Vu Gia nằm gọn trong tỉnh
Quảng Nam và TP Đà Nẵng. Nguồn nước cung cấp cho hệ thống sông chủ
yếu là nước mưa với lượng mưa khá phong phú từ 1.800 ÷ 2.300 mm. Tuy
nhiên, do chi phối của địa hình, địa chất, thổ nhưỡng và điều kiện mặt đệm
mà lưới sông phát triển không đồng đều giữa các vùng.
10Km
0

5
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cï lao Chµm
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Cöa §¹i
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
Tam Kú
§µ N½ng
§µ N½ng

§µ N½ng
§µ N½ng
§µ N½ng
§µ N½ng
§µ N½ng
§µ N½ng
§µ N½ng
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
B§. S¬n Trµ
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
Héi An
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån

S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng Thu Bån
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)
S«ng C¸i (VuGia)

Hình 1.2: Hệ thống sông ngòi lưu vực sông Vũ Gia - Thu Bồn
Mật độ lưới sông ở các vùng như sau:
- Thượng nguồn sông Thu Bồn: 0,40 km/km
2
(tính với các sông có
L>10 km và có dòng chảy thường xuyên).

- Thượng nguồn sông Vu Gia: 0,33 km/km
2
(tính với các sông có L>10
km và có dòng chảy thường xuyên).
- Vùng hạ du sông Thu Bồn: 0,60 km/km
2
(tính với các sông có L>5
km và có dòng chảy thường xuyên).
Nguồn sông từ các dãy núi phía tây của lưu vực ở độ cao trên 1000 m

đến 2000 m. Hệ thống sông có những đặc điểm chính sau đây:
- Các sông đều ngắn, dốc. Chiều dài lớn nhất không quá 200 km.
- Sông chỉ có phần thượng lưu và phần hạ lưu, không có phần trung
lưu.
- Lòng sông phần thượng lưu nằm gọn giữa các thung lũng núi, nhiều
đoạn dốc đứng như khe Kẽm - Đá Dừng (nhánh Thu Bồn), nhưng phần lớn là
các bãi sông thường xuyên có một phần ngập lũ và một phần chỉ ngập lũ khi
gặp các năm lũ lớn. Lòng sông chủ yếu cấu tạo là đá gốc hoặc đá phong hoá,
có nhiều thác ghềnh, dốc. Vận tốc dòng chảy lớn, ngay cả khi không có lũ là
trở ngại lớn cho giao thông thuỷ.
- Khi ra khỏi vùng núi, sông chỉ cách biển khoảng 30 km. Lòng sông
chỉ rõ về mùa nước cạn, nhưng vào mùa lũ không thấy ranh giới của lòng
sông và đất đai, làng mạc. Do vật chất lòng sông là thành tạo rửa trôi, bào
mòn trên bề mặt lưu vực được vận chuyển theo dòng nước và lắng đọng mà
tạo thành với hàm lượng cát chiếm tới 70% nên rất không ổn định. Có thể nói
lòng sông thay đổi sau mỗi trận lũ. Dưới ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và
hệ thống cơ sở hạ tầng (bao gồm các công trình vĩnh cửu và các công trình
tạm thời, kể cả hệ thống làng mạc) mà một dòng sông mới có thể được tạo ra
sau một trận lũ, cũng như lấp một đoạn sông cũ đã có trước đó.
Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn bao gồm hai sông chính: Sông Thu
Bồn (sông Tranh, sông Khang và sông Trường) và sông Vu Gia (sông Cái,
sông Bung và sông Côn) với 19 sông nhánh cấp I, 3 nhánh phân lưu là sông
9
Yên (Cẩm Lệ), sông Vĩnh Điện, sông Trường Giang; 36 sông nhánh cấp II;
21 nhánh cấp III và 2 nhánh sông cấp IV.
Sông Thu Bồn bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Lĩnh cao 2.598m (tỉnh Kon
Tum). Độ dài sông chính từ nguồn đến cửa Hội An là 198 km, diện tích lưu
vực tính đến Giao Thuỷ cách cửa Hội An 30 km là 3.835 km
2
. Thượng nguồn

sông Thu Bồn chảy qua địa phận Kon Tum 38 km với diện tích tương ứng là
500 km
2
. Tại Giao Thuỷ hai sông Vu Gia và Thu Bồn có sự trao đổi dòng
chảy qua sông Quảng Huế dẫn một phần nước của sông Vu Gia nhập sang
sông Thu Bồn. Cách Giao thuỷ 16 km về phía hạ lưu thì sông Vĩnh Điện lại
dẫn một phần nước sông Thu Bồn sang trả lại sông Vu Gia.
Ngoài ra, mỗi sông về phía hạ lưu còn được bổ sung thêm một số sông
nhánh khác. Sông Vu Gia có sông Tuý Loan (L = 28 km, F = 160 km
2
); S.Thu
Bồn có S.Ly Ly (L = 40 km, F = 254 km
2
). Giữa sông Thu Bồn và sông Tam
Kỳ được nối nhau bằng con sông Trường Giang là kết quả của quá trình bồi
lấp cửa Đại (Thu Bồn) và một hình thức kéo dài của các sông miền Trung.
Hệ thống sông Thu Bồn có các sông Thu Bồn (S.Tranh, S.Khang và
S.Trường) và sông Vu Gia (sông Cái, sông Bung và sông Côn) với 78 sông
suối có chiều dài 10 km trở lên bao gồm 19 sông nhánh cấp I; 36 sông nhánh
cấp II; 21 sông nhánh cấp III và 2 sông nhánh cấp IV.
Ngoài ra trong hệ thống còn có 3 phân lưu là sông Yên (sông Cẩm Lệ),
sông Vĩnh Điện và sông Trường Giang.
Mật độ sông suối trung bình trong hệ thống sông là 0,40 km/km
2
. Vùng
sông Cái, sông Bung, mật độ sông thay đổi từ 0,30 – 0,60 km/km
2
. Vùng sông
Tranh, sông Khang mật độ sông thay đổi từ 0,60 – 1,0 km/km
2

. Các vùng
khác mật độ sông suối thấp hơn.


Hình 1.3: Đoạn sông nghiên cứu
1.2. TÌNH HÌNH NGUỒN NƯỚC SÔNG VU GIA – THU BỒN, DIỄN
BIẾN DÒNG CHẢY, CHẾ ĐỘ CHUYỂN NƯỚC CỦA NHÁNH
QUẢNG HUẾ NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY
1.2.1. Dòng chảy năm
Lưu vực Thu Bồn có trạm Nông Sơn đo dòng chảy với diện tích lưu
vực là 3.150 km
2
và trạm Thành Mỹ với diện tích lưu vực là 1.850 km
2
đo
dòng chảy trên sông Vu Gia.
Trên cơ sở tài liệu thực đo, tính toán được dòng chảy bình quân tháng,
năm trung bình trong thời kỳ nhiều năm như sau:
Bảng 1.1: Lưu lượng bình quân tháng Nông Sơn và Thành Mỹ
Trạm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X

XI
XII
Năm
Nông Sơn
227,9
134,7
90,9
72,5
107,4
104,0
74,4
74,6
161,5
645,2
999,7
609,6
275,2
(% năm)
6,90
4,08
2,75
2,20
3,25
3,15
2,25
2,26
4,89
19,54
30,27
18,46

100,0
Thành Mỹ
101,2
63,5
45,4
38,0
51,2
58,2
43,0
46,3
89,4
281,9
385,7
239,8
120,3
(% năm)
7,01
4,40
3,14
2,63
3,55
4,03
2,98
3,21
6,19
19,53
26,72
16,61
100,0
Sông Vũ Gia

Sông Thu Bồn
Sông Quảng Huế cũ
Sông Quảng Huế mới
11
Theo kết quả tính toán:
Q
o
(Nông Sơn) = 273,0 (m
3
/s) và M
o
(Nông Sơn) = 87 (l/s/km
2
)
Q
o
(Thành Mỹ) = 123,6 (m
3
/s) và M
o
(Thành Mỹ) = 65 (l/s/km
2
)
Căn cứ vào tài liệu quan trắc, tính các tham số thống kê dòng chảy
tháng và dòng chảy năm, ta được kết quả như sau:
Bảng 1.2: Các thông số thống kê dòng chảy tháng và năm
Thời gian
Trạm Nông Sơn
Trạm Thành Mỹ

Q
tb

Cv
Cs
Q
tb

Cv
Cs
I
228,0
0,39
1,37
101,0
0,39
1,37
II
135,0
0,35
1,42
63,5
0,33
1,34
III
90,9
0,37
1,30
45,4
0,33

1,83
IV
72,5
0,54
1,82
38,0
0,39
1,56
V
107,0
0,56
1,67
51,2
0,50
2,01
VI
104,0
0,56
1,68
58,2
0,63
2,20
VII
74,4
0,40
0,80
43,0
0,35
1,24
VIII

74,6
0,55
2,19
46,3
0,33
1,31
IX
161,0
0,67
2,67
89,4
0,57
1,71
X
645,0
0,59
1,18
282,0
0,66
1,31
XI
1000,0
0,53
1,33
386,0
0,61
1,53
XII
610,0
0,59

1,78
240,0
0,60
1,81
T,B Năm
273,0
0,31
1,14
123,6
0,34
1,33
Từ bảng thống kê trên có thể thấy:
Dòng chảy kiệt biến động ít hơn cả về không gian lẫn thời gian.
Thời gian mùa lũ dòng chảy biến động rất lớn.
Tháng chuyển tiếp từ mùa kiệt sang mùa lũ kể cả lũ tiểu mãn dòng chảy
biến động rất lớn.
Dòng chảy năm ít biến đổi mặc dù sự biến đổi khí hậu làm tăng cường
mưa lũ và sự biến đổi bề mặt lưu vực do các hoạt động chặt phá rừng, đốt
nương rẫy lấy đất làm nông nghiệp v.v làm thay đổi chế độ dòng chảy lũ và
dòng chảy kiệt.
1.2.2. Dòng chảy lũ, kiệt
Mưa lớn là nguyên nhân sinh ra lũ lụt sông ngòi và xói mòn trên lưu
vực làm ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống, sản xuất và giao thông. Mưa

lớn được hình thành do nhiều loại hình thời tiết khác nhau. Những trận mưa
lớn ở miền Trung phần lớn do bão, áp thấp nhiệt đới, không khí lạnh, hội tụ
nhiệt đới, không khí lạnh và sự phối hợp hoạt động của giải hội tụ nhiệt đới
hay cao áp Thái Bình Dương gây ra. Các hình thái này hoạt động riêng lẻ
hoặc phối hợp với nhau gây nên những trận mưa lớn và đặc biệt lớn trên diện
rộng. Trận mưa lớn nhất quan trắc được trên lưu vực rơi vào đầu tháng XI

năm 1999 đã xảy ra trên diện rộng, lượng mưa một ngày lớn nhất đạt tại hầu
hết các trạm trên lưu vực sông Vu Gia trừ một số trạm vùng thượng nguồn
sông Thu Bồn. Đặc điểm lũ ở các sông tỉnh Quảng Nam cũng như các sông
thuộc các tỉnh miền Trung tập trung nước rất nhanh, cường suất mực nước
lớn, biên độ cao. Lũ lên nhanh và rút nhanh, rất khó khăn trong công tác dự
báo và phòng tránh lũ lụt.
Bảng 1.3: Thời gian và tốc độ truyền lũ trên các đoạn sông
Sông Đoạn

Từ - đến
L
(km)
Tgian truyền lũ (h)
Tốc độ truyền (km/h)
TB
Max
Min
TB
Max
Min
THU
BỒN
1
Sơn Tân - Nông Sơn
19,0
3,5
5,0
2,0
5,4
9,5

3,8
2
Nông Sơn-Giao Thuỷ
26,0
5,2
7,0
3,0
5,0
8,7
3,7
3
Giao Thuỷ - Cao Lâu
23,0
7,4
11,0
6,0
3,1
3,8
2,1
VỤ
GIA
1
Thành Mỹ- Ái nghĩa
47,0
7,8
11,0
5,0
5,2
8,1
3,7

2
Thành Mỹ- Cửa
S.Bung
11,5
3
Cửa S.Bung - Hội
Khách
7,5

Hội Khách – Cửa
S.Kon
5,0


Cửa S.Kon- Ái nghĩa
23,0








Ái Nghĩa - Cẩm Lệ
23,0
15,6
22,0
10,0
1,5

2,3
1,0
Tốc độ truyền lũ trên cả hai nhánh rất nhanh, tuy nhiên trên sông Thu
Bồn nhanh hơn trên nhánh Vu Gia. Khi có lũ xuất hiện tại Sơn Tân (Thu
Bồn), trung bình chỉ khoảng 16 giờ sau (nhanh nhất là 11 giờ) thì lũ đã xuất
hiện ở Câu Lâu cách Sơn Tân đến 70 km. Trên sông Vu Gia khoảng cách từ
Thành Mỹ đến Cẩm Lệ là 63 km theo đường sông có thời gian truyền lũ dài
nhất là 23 giờ, ngắn nhất là 15 giờ.
13
Tốc độ truyền lũ giảm rất nhanh từ thượng lưu về hạ lưu. Vùng hạ lưu
sông Vu Gia từ Ái Nghĩa tới Cẩm Lệ, tốc độ truyền lũ nhỏ hơn nhiều đoạn hạ
lưu sông Thu Bồn từ Giao Thuỷ đến Câu Lâu. Lũ xảy ra trên 2 lưu vực Thu
Bồn và Vu Gia khá đồng pha với nhau - một đặc điểm của các sông miền
Trung có diện tích không lớn, mặt đệm khá đồng đều nên nguyên nhân gây
mưa thường bao trùm lên toàn lưu vực. Do tổ hợp đồng pha, nên lũ hạ lưu
thường khá lớn và trải đều trên vùng đồng bằng hẹp của hạ lưu 2 sông.
Do địa hình dốc, hẹp nên tốc độ dòng chảy, biên độ và cường suất lũ
khá lớn, tuy nhiên các đặc trưng này thay đổi theo từng đoạn sông. Trên hai
nhánh sông có hai trạm thuỷ văn nên có thể dẫn ra các số liệu về các đặc
trưng này.
Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình lũ thiết kế
Sông Trạm
Q
maxp
(m
3
/s)

1%
2%

5%
10%
Thu Bồn
Nông Sơn
11.975
11.170
9.990
9.010
Vu Gia
Thành Mỹ
7.670
7.135
6.360
5.680
Theo kết quả tính toán phân mùa dòng chảy thì mùa kiệt từ tháng I đến
tháng VIII, tổng lượng mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 30 ÷ 40 % tổng lượng
dòng chảy. Lượng nước nhỏ nhất xảy ra vào hai thời kỳ tháng IV và tháng
VII, VIII. [1]
Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình kiệt thiết kế
Sông Trạm
Q
ktbp
(m
3
/s)
75%
85%
90%
95%
Thu Bồn

Nông Sơn
82
74
69
63
Vu Gia
Thành Mỹ
45
41
39
37
Bảng 1.6: Lưu tốc ứng với các tần suất tại tuyến ngã ba Quảng Hế cũ – mới
Tần suất
10
75
80
85
95
V
kmax
(m
3
/s)
0,94
0,73
0,67
0,64
0,59
V
tb

(m/s)
0,83
0,65
0,61
0,6
0,59

1.2.3. Chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế trong những năm gần đây
Sông Vu Gia là một trong hai nhánh sông chủ yếu của hệ thống sông
Thu Bồn, nằm bên trái sông Thu Bồn, thuộc địa phận các huyện Nam Giang,
Đại Lộc, Điện Bàn và hạ lưu là huyện Hòa Vang thuộc TP Đà Nẵng.
Từ rất xa xưa, ông cha ta đã đào sông Quảng Huế nhằm chuyển một
phần nước từ nhánh Vũ Gia vốn có nguồn nước dồi dào hơn sang nhánh Thu
Bồn nhằm cung cấp thêm nước cho dân sinh và các hoạt động kinh tế vào thời
kỳ mùa khô hạn. Dòng Quảng Huế ban đầu như một kênh nối thẳng, nhưng
do quy luật tự nhiên của dòng sông, sau nhiều năm dòng sông đã uốn cong đi
và chiều dài đã tới 8 km trở thành một đoạn sông cong điển hình.
Do chế độ thuỷ văn rất không đều với mùa lũ 4 tháng từ tháng IX đến
tháng XII, nhưng tổng lượng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã ba
Quảng Huế thường xuyên nước tràn bờ, xói bãi tạo lòng mới. Quảng Huế là
nhánh sông quyết định rất lớn đến chế độ dòng chảy lũ và kiệt giữa hai sông
Vu Gia, Thu Bồn. Hệ thống Vu Gia và các nhánh ở hạ lưu cung cấp nước tưới
và sinh hoạt cho khu vực kinh tế và dân rộng lớn bao gồm khoảng 10.000 ha
đất canh tác và hơn 1.000.000 dân. Tuy nhiên sau các trận lũ lớn năm 1999 và
2000, trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn xảy ra diễn biến đặc biệt. Sông
Quảng Huế bị cắt dòng ở khu vực Đại Cường hình thành nhánh Quảng Huế
mới.

Hình 1.4. Lũ sông Vu Gia phá bờ tạo dòng Quảng Huế mới trong năm 2001
15

1.3. HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH TRÊN NHÁNH QUẢNG HUẾ
Trước tình hình diễn ra phức tạp trên nhánh sông, nhân dân địa phương
đã xử lý tạm thời năm 2000. Sau đó, lũ sông Vu Gia lại phá tiếp. Bộ Nông
nghiệp & PTNT và UBND tỉnh Quảng Nam đã tập trung xử lý. Tháng 6 năm
2001, Viện Khoa học Thủy lợi đã đề xuất giải pháp ổn định tạm thời cho khu
vực trong mùa lũ 2002. Các công trình đập tạm và kè bờ đưa ra đã phát huy
tác dụng tích cực trong giai đoạn từ 2002÷2005. Tuy nhiên do việc lựa chọn
cao trình đập chưa hợp lý nên dòng chảy vẫn tập trung nhiều về sông Quảng
Huế mới, sông Quảng Huế cũ tiếp tục bị bồi lấp và hạ du Vu Gia tiếp tục dấu
hiệu suy thoái. Trận lũ năm 2006 phá hỏng nặng và sau đó 2007 Bộ Nông
nghiệp & PTNT quyết định sử dụng nguồn vốn ODA trong Dự án Hỗ trợ thuỷ
lợi Việt Nam (VWRAP) do Ngân hàng Thế giới (WB) đầu tư và lập Tiểu Dự
án Chỉnh trị sông Quảng Huế (Quảng Nam).
Các hạng mục công trình như sau:
- Phía cửa vào sông Quảng Huế mới (bờ hữu sông Vu Gia): Làm 7 mỏ
hàn (04 kè mỏ hàn đá đổ và 03 kè mỏ hàn lái dòng bằng cọc BTCT), kè bảo
vệ bờ hữu sông Vu Gia và hoành triệt cửa vào đạt cao trình +7,5m.
- Làm 02 đập khoá trên sông Quảng Huế mới (đập khoá 1, cao trình
+7,5m; đập khoá 2, cao trình +7,0m).
- Hoành triệt cửa ra sông Quảng Huế mới đạt cao trình +6,5m.
Do tính phức tạp của khu vực khi thực hiện các hạng mục công trình
trên Bộ Nông nghiệp & PTNT đã giao cho công ty Tư vấn và Chuyển giao
Công nghệ nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực chỉnh trị sông Quảng
Huế. Từ đó bổ sung cho thiết kế hệ thống công trình chỉnh trị tổng thể sông
Quảng Huế mới.
Có thể thấy các công trình này đã được nghiên cứu rất cẩn thận bằng
mô hình toán và mô hình vật lý.