Nghiên cứu tác động của các hoạt động nạo vét khai thác cát đến sự biến đổi dòng chảy, bùn cát, lòng dẫn ở đoạn sông phân lạch trên sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM


HỒ VIỆT CƯỜNG

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG
NẠO VÉT KHAI THÁC CÁT ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI DÒNG
CHẢY, BÙN CÁT, LÒNG DẪN Ở ĐOẠN SÔNG PHÂN
LẠCH TRÊN SÔNG CỬU LONG
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 62–58–02–02

TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – NĂM 2015


Cơng trình được hồn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Lê Mạnh Hùng
2. PGS.TS Nguyễn Ngọc Quỳnh

Phản biện 1:

PGS.TS Nguyễn Bá Quỳ

Phản biện 2:

PGS.TS Nguyễn Trung Việt

Phản biện 3:

PGS.TS Nguyễn Đình Lương

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện
Họp tại Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
171 Tây Sơn – Đống Đa – Hà Nội
vào hồi .…. giờ ….. ngày ….. tháng ….. năm 2015

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Hà Nội
- Thư viện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam


1
MỞ ĐẦU
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Trên các sơng vùng ĐBSCL hiện có rất nhiều đoạn sơng phân lạch, những
biến đổi về dịng chảy và diễn biến hình thái của chúng đã gây ra nhiều ảnh hưởng
xấu tới đời sống, môi trường của người dân trong vùng. Điển hình nhất là các đoạn
phân lạch khu vực cù lao Ông Hổ (sông Hậu), cù lao Long Khánh (sông Tiền), cù
lao An Bình (sơng Cổ Chiên), cù lao Đồng Phú (sơng Tiền),… Trong những năm
qua, biến động lịng dẫn và sự phát triển mạnh của lạch chính trên các đoạn sơng
này làm xói sâu lịng dẫn và thường xun gây sạt lở, nhiều nhà cửa, đường giao
thơng, cơng trình và cơ sở hạ tầng ven sông bị sụp đổ xuống sông, gây ra các thiệt

hại rất nặng nề. Ngược lại, trên các lạch phụ, hiện tượng bồi lấp và hình thành các
cù lao, bãi nổi mới gây tắc nghẽn thoát lũ, cản trở giao thông thủy, ngập lụt, ô
nhiễm môi trường và về lâu dài có nguy cơ sẽ bị lấp lạch.
Ở Việt Nam mặc dù hoạt động khai thác cát trên sông, nhất là khai thác cát ở
các đoạn sông phân lạch đang rất sôi động, song cho đến nay vẫn chưa có một
nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của hoạt động khai thác cát tới chế độ thủy
động lực dòng chảy, bùn cát, để phục vụ cho việc chỉnh trị ổn định lâu dài đoạn
sông phân lạch.
Với yêu cầu của thực tiễn cần ổn định các đoạn sông phân lạch, cũng như
nhu cầu về khai thác cát để phục vụ các ngành kinh tế xã hội. NCS đã lựa chọn đề
tài luận án “Nghiên cứu tác động của các hoạt động nạo vét khai thác cát đến sự
biến đổi dòng chảy, bùn cát, lòng dẫn ở đoạn sơng phân lạch trên sơng Cửu
Long” mong muốn sẽ đóng góp một phần nhỏ bé của mình vào lĩnh vực chỉnh trị
sông, mà cụ thể là khai thác cát kết hợp với nạo vét để chỉnh trị đoạn sông phân
lạch ở vùng ĐBSCL.
0.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
Hình thái dịng sơng là sản phẩm của q trình tương tác giữa dịng chảy và
lịng dẫn, với yếu tố trung gian là các quá trình vận chuyển và phân bố bùn cát.
Nếu một trong những yếu tố trên thay đổi thì sẽ gây hiệu ứng làm thay đổi các yếu
tố khác. Khi khai thác cát kết hợp với nạo vét lịng sơng ở đoạn sơng phân lạch sẽ
làm thay đổi hình dạng, kích thước mặt cắt,… và như vậy tỷ lệ phân lưu dòng
chảy, chế độ thủy lực, bùn cát của đoạn sông phân lạch sẽ bị thay đổi theo. Luận án
sẽ nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố dòng chảy, yếu tố bùn cát với các đặc
trưng hình thái của lịng dẫn trong điều kiện có sự ảnh hưởng của các hoạt động
nạo vét khai thác cát. Đây là một vấn đề mới, ở Việt Nam hiện chưa có đề tài luận
án nào đi sâu nghiên cứu.
Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh tỷ
lệ phân lưu dòng chảy, phân chia bùn cát vào các lạch của đoạn sơng phân lạch.
Qua đó xác định được quy mô khai thác cát, kết hợp nạo vét chỉnh trị nhằm điều
hòa dòng chảy, ổn định lòng dẫn cho đoạn sông.

Đề tài nghiên cứu đề cập tới vấn đề khai thác tài nguyên thiên nhiên (cát
sông) kết hợp nạo vét, tạo lịng dẫn thơng thống, đáp ứng u cầu thốt lũ, giao
thơng thủy,... Đồng thời giữ ổn định cho đoạn sông phân lạch (đoạn sông thường
không ổn định, luôn có sự tranh chấp giữa lạch chính và lạch phụ) là hết sức có ý
nghĩa về mặt khoa học và mang tính ứng dụng thực tiễn cao.
0.1.


2
MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
 Mục đích nghiên cứu
1- Nghiên cứu mối quan hệ giữa các đặc trưng dịng chảy, bùn cát và hình thái
lịng dẫn của đoạn sơng phân lạch đơn. Từ đó làm cơ sở khoa học cho việc định
hướng các giải pháp chỉnh trị đoạn sông phân lạch đơn.
2- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động nạo vét khai thác cát đến
chế độ thủy lực dòng chảy và diễn biến hình thái ở đoạn sơng phân lạch đơn, làm cơ
sở đề xuất kỹ thuật nạo vét và khai thác cát hợp lý, hiệu quả và đảm bảo sự ổn định
chung cho tồn đoạn sơng.
 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thiết lập các công thức cơ bản mô tả mối quan
hệ giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy, tỷ lệ phân chia bùn cát với các yếu tố đặc trưng thủy
lực, đặc trưng hình thái của đoạn sơng phân lạch đơn.
- Phân tích và xây dựng các quan hệ thực nghiệm giữa các đặc trưng thủy lực
dịng chảy, bùn cát và hình thái lịng dẫn của các đoạn sông phân lạch đơn trên sông
Cửu Long.
- Tính tốn và đánh giá ảnh hưởng của việc nạo vét khai thác cát đến tỷ lệ phân
lưu dòng chảy giữa các lạch, sự thay đổi về chế độ thủy lực, bùn cát và hình thái của
các đoạn sơng phân lạch đơn.
- Nghiên cứu các giải pháp, phương án nạo vét khai thác cát hợp lý, kết hợp với
chỉnh trị để ổn định lịng dẫn cho đoạn sơng phân lạch đơn.

0.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
- Đối tượng nghiên cứu của luận án là các sông phân lạch ở vùng ĐBSCL, tập
trung nghiên cứu tại một số đoạn phân lạch điển hình và là các trọng điểm khai thác
cát trên sông Tiền và sông Hậu.
- Luận án chỉ tập trung nghiên cứu về sự biến đổi của các yếu tố dòng chảy,
bùn cát và lòng dẫn của đoạn sông phân lạch đơn do ảnh hưởng của các hoạt động nạo
vét khai thác cát.
0.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Luận án đã sử dụng tổng hợp một số phương pháp nghiên cứu sau: Phương
pháp kế thừa để thu thập các tài liệu, số liệu cơ bản, hệ thống hóa và xử lý các kết quả
nghiên cứu có liên quan ; Phương pháp điều tra khảo sát thực địa nhằm bổ sung các
tài liệu, số liệu mới, tình hình hiện trạng của các đoạn sơng phân lạch để phục vụ cơng
tác nghiên cứu, phân tích và kiểm tra kết quả tính tốn ; Phương pháp chỉnh lý và
phân tích số liệu thực đo ; Phương pháp mơ hình tốn và mơ hình vật lý ; Phương
pháp chun gia để tham vấn ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm trong từng
nội dung nghiên cứu của luận án.
0.6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1- Xây dựng được công thức lý thuyết và các công thức thực nghiệm ở dạng rút
gọn có thể sử dụng để xác định tỷ lệ phân lưu dòng chảy (β), tỷ lệ phân chia bùn cát
(S) vào các lạch cho đoạn sông phân lạch đơn trên sông Cửu Long dựa trên các thông
số cơ bản về lòng dẫn (chiều rộng B, độ sâu H, chiều dài lạch L và diện tích mặt cắt
ướt A) của đoạn sông.
2- Xây dựng được biểu đồ quan hệ để đánh giá hiệu quả của việc nạo vét nhằm
điều chỉnh tỷ lệ phân lưu cho đoạn sông phân lạch đơn ở vùng ĐBSCL.
3- Xác định được mức độ, phạm vi, vị trí khai thác cát tối ưu và đề xuất các
giải pháp chỉnh trị thích hợp cho đoạn sông phân lạch đơn khu vực thành phố Long
Xuyên, tỉnh An Giang.
0.3.

3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÁC ĐỘNG CỦA
KHAI THÁC CÁT VÀ CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KHAI THÁC CÁT
Cát sỏi lịng sơng là một dạng tài nguyên khoáng sản của mỗi quốc gia, đó là
nguồn vật liệu chính trong xây dựng cơ sở hạ tầng, san lấp mặt bằng, chế tạo thủy
tinh, trang trí mỹ thuật,… Tùy theo trữ lượng cũng như nhu cầu khai thác sử dụng
nguồn tài nguyên này ở mỗi quốc gia, mà vấn đề khai thác cát và nghiên cứu về
những ảnh hưởng của khai thác cát được quan tâm theo các mức độ rất khác nhau.
Ở các nước phát triển như Mỹ, Châu Âu, Úc, do đã có thời gian dài nghiên cứu và
hồn thiện kỹ thuật, cơng nghệ, nên việc quản lý và khai thác cát được tiến hành
rất quy củ, bài bản.
Nghiên cứu ảnh hưởng của khai thác cát ở Việt Nam thực tế mới được quan
tâm khoảng hơn 10 năm trở lại đây, tức là từ khoảng năm 2000 tới nay. So với các
nghiên cứu khác thì các nghiên cứu về khai thác cát và những ảnh hưởng của nó
khơng nhiều lắm, có thể tổng hợp thành một số hướng nghiên cứu như sau:
- Nghiên cứu đánh giá về tình hình khai thác cát và ảnh hưởng của khai thác
cát tới môi trường sinh thái chung.
- Nghiên cứu tác động của khai thác cát tới chế độ thủy động lực lịng dẫn
của đoạn sơng.
- Nghiên cứu cơ chế chính sách và các quy định cho việc khai thác cát để
giảm thiểu các tác động bất lợi.
Hướng nghiên cứu thứ nhất có số lượng nhiều nhất. Hướng nghiên cứu thứ
hai mang tính chun mơn sâu của lĩnh vực động lực sơng có số lượng nghiên cứu
rất ít và kết quả mang lại còn hạn chế. Trên cơ sở của hai hướng nghiên cứu trên,
các nhà quản lý đề xuất các quy trình, quy định, chính sách cho hoạt động khai
thác cát.
1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ SƠNG PHÂN LẠCH
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về sơng phân lạch trên thế giới

Cho đến nay hầu hết các nghiên cứu cơ bản, chuyên sâu về sông phân lạch
chủ yếu tập trung ở một số nước phát triển như: một số nước Âu Mỹ, Trung Quốc
và Liên Xô trước đây. Ngồi ra các nghiên cứu về chỉnh trị sơng phân lạch chủ yếu
được thực hiện ở những nước có nhiều sông phân lạch, phát sinh nhiều vấn đề thực
tiễn do ảnh hưởng của sông phân lạch như Trung Quốc, Ấn Độ, Sri Lanka,... Hiện
có 3 hướng nghiên cứu chủ yếu về sông phân lạch là:
(1) Dựa vào chế độ thủy động lực dịng chảy của đoạn sơng để nghiên cứu,
dự báo biến động sông phân lạch.
(2) Dựa vào các yếu tố hình thái để nghiên cứu, dự báo diễn biến hình thái
sơng phân lạch.
Hai hướng nghiên cứu trên sẽ là cơ sở cho hướng nghiên cứu thứ ba (có thể
nghiên cứu kết hợp cả 2 hướng trên), đó là:
(3) Nghiên cứu chỉnh trị đoạn sơng phân lạch.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về sông phân lạch ở Việt Nam
Nghiên cứu về động lực học dịng sơng ở Việt Nam nói chung, chỉ bắt đầu
được quan tâm, phát triển từ sau khi giải phóng miền Bắc 1954. Mặc dù trên các hệ
1.1.


4
thống sông lớn ở Việt Nam như sông Hồng - Thái Bình, sơng Mã, sơng Cả, sơng
Vu Gia - Thu Bồn, sơng Cửu Long, sơng Sài Gịn - Đồng Nai,... có rất nhiều đoạn
sơng phân lạch, song cho đến nay những nghiên cứu cơ bản liên quan tới vấn đề
này cịn rất ít. Những năm gần đây do u cần cấp thiết của thực tế đã xuất hiện
một số nghiên cứu ứng dụng để phục vụ việc chỉnh trị, giữ ổn định cho một đoạn
sông phân lạch cụ thể.
1.3. NHẬN XÉT CHUNG VỀ CÁC THÀNH TỰU VÀ TỒN TẠI TRONG
NGHIÊN CỨU SÔNG PHÂN LẠCH VÀ KHAI THÁC CÁT
1.3.1. Các thành tựu nghiên cứu đạt được
Hiện nay, các nghiên cứu về khai thác cát và ảnh hưởng của nó được quan

tâm nhiều ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam, vì ở đó nhu cầu khai
thác cát phục vụ phát triển KTXH tăng cao và vì vậy ảnh hưởng của các hoạt động
khai thác cát tới môi trường tự nhiên và xã hội cũng hết sức phức tạp và đây là một
vấn đề rất nóng ở các quốc gia này.
Đối với sông phân lạch, mặc dù các nghiên cứu chưa có nhiều và chưa sâu
do tính chất phức tạp của nó, song các nghiên cứu về sơng phân lạch cũng đã đạt
được những thành tựu khoa học nhất định. Trong 3 hướng nghiên cứu chính về
sơng phân lạch là: Nghiên cứu về chế độ thủy động lực dòng chảy; Nghiên cứu về
hình thái và diễn biến hình thái; Nghiên cứu chỉnh trị sơng phân lạch thì hướng thứ
hai và hướng thứ ba đã đạt được nhiều thành tựu hơn cả. Những nghiên cứu mang
tính cơ sở về sơng phân lạch đã được các nhà khoa học Âu Mỹ, Nga, Trung Quốc
đưa ra từ nửa cuối của thế kỷ trước và tập trung nhiều vào nghiên cứu hình thái. Từ
đó đặt nền móng cho các nghiên cứu sâu hơn, rộng hơn sau này.
Nghiên cứu về sông phân lạch ở Việt Nam trong vài chục năm gần đây cũng
đã thu được những thành tựu đáng khích lệ, nhất là các nghiên cứu về chỉnh trị
sơng phân lạch. Những cơng trình chỉnh trị sông phân lạch ở miền Bắc và trên
sông Cửu Long trong thời gian qua mặc dù là các cơng việc khó khăn phức tạp,
song ở một số khu vực trọng điểm chúng ta cũng đã chỉnh trị ổn định được đoạn
sông. Thành công lớn nhất trong nghiên cứu chính là từ các nhiệm vụ cụ thể đã thu
được nhiều kinh nghiệm quý báu về chỉnh trị sông phân lạch.
1.3.2. Những vấn đề tồn tại (liên quan đến nội dung luận án)
Trong các nghiên cứu về sơng ngịi, thì những nghiên cứu về sơng phân lạch
đến nay vẫn cịn ở mức độ khiêm tốn so với sơng đơn dịng. Vấn đề tương tác động
lực giữa hai nhánh, vấn đề phân lưu dòng chảy, phân chia bùn cát của các phân
lạch vẫn cần được tiếp tục nghiên cứu, làm rõ.
Đối với các nghiên cứu về khai thác cát và ảnh hưởng của khai thác cát cho
đến nay còn mang nhiều tính định tính hơn là định lượng chi tiết. Trong khai thác
cát khoa học, cần nghiên cứu sự ổn định đoạn sơng với các quan hệ hình thái, dịng
chảy được xác định là tiêu chuẩn để từ đó định hướng cho khai thác cát thực hiện
theo các tiêu chuẩn này. Như vậy vừa đạt được mục tiêu chỉnh trị ổn định đoạn

sông, vừa đạt được mục tiêu khai thác cát và lớn hơn cả là hạn chế tới mức tối đa
những tác động bất lợi của khai thác cát gây ra đối với dịng sơng.
Từ các vấn đề tồn tại đối với việc khai thác cát, mục tiêu nghiên cứu của
luận án được xác định là việc nghiên cứu gắn kết giữa vấn đề chỉnh trị lòng dẫn để
ổn định đoạn sông phân lạch với việc khai thác cát hợp lý nhằm khắc phục những
bất cập về khai thác cát hiện nay.


5
1.4. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1.4.1. Xác định các vấn đề nghiên cứu
Luận án nghiên cứu những vấn đề sau:
1- Nghiên cứu các đặc trưng về dòng chảy, bùn cát và hình thái lịng dẫn của
đoạn sơng phân lạch. Trong đó đi sâu tìm hiểu và xây dựng mối quan hệ giữa tỷ lệ
phân lưu dòng chảy, tỷ lệ phân chia bùn cát với các yếu tố thủy lực, yếu tố hình
thái của đoạn sơng phân lạch đơn (đoạn sơng chỉ có 2 lạch) từ việc phân tích, chỉnh
lý số liệu thực đo.
2- Nghiên cứu sự biến động về chế độ thủy lực dòng chảy, diễn biến lịng
dẫn ở đoạn sơng phân lạch đơn do ảnh hưởng của các hoạt động nạo vét khai thác
cát, bằng việc tính tốn mơ phỏng trên mơ hình tốn và phân tích kết quả thí
nghiệm trên mơ hình vật lý.
3- Ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận án vào thực tiễn để tính tốn và đề
xuất phương án khai thác cát hợp lý, kết hợp được giữa khai thác cát và nạo vét
chỉnh trị lòng dẫn để ổn định lâu dài cho một đoạn sơng phân lạch đơn điển hình
trên hệ thống sông Cửu Long.
1.4.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Luận án sẽ lấy đoạn sông phân lạch đơn làm đối tượng nghiên cứu và chỉ
hạn chế khu vực nghiên cứu là sông phân lạch đơn tại các khu vực ít ảnh hưởng
của thủy triều ở vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Luận án chỉ nghiên cứu các mối quan hệ của dòng chảy một chiều từ thượng

lưu về hạ lưu (dịng chảy theo chiều dương +) và khơng xét đến các ảnh hưởng của
dòng triều trong khu vực nghiên cứu.
Kết quả nghiên cứu về các giải pháp nạo vét và khai thác cát được đề xuất
trong luận án chỉ tập trung phân tích, đánh giá về hiệu quả kỹ thuật và không đề
cập sâu về hiệu quả kinh tế xã hội của giải pháp.
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Qua phân tích tổng quan các thành tựu nghiên cứu về sông phân lạch và khai
thác cát ở trong và ngồi nước, có thể rút ra các kết luận sau:
Nghiên cứu về sông phân lạch đã đạt được nhiều thành tựu trong nghiên cứu
cơ bản, cũng như nghiên cứu ứng dụng. Nhiều công thức cơ bản, quan hệ thực
nghiệm về sông phân lạch đã được thiết lập và là tiền đề cho các nghiên cứu ứng
dụng thành cơng đối với các cơng trình chỉnh trị thực tế. Tuy nhiên các vấn đề về
tương tác động lực giữa các nhánh, vấn đề phân lưu dịng chảy, phân chia bùn cát
của đoạn sơng phân lạch nói chung và đoạn sơng phân lạch đơn nói riêng vẫn chưa
được làm rõ và cần được tiếp tục nghiên cứu.
Những nghiên cứu về khai thác cát đã được ứng dụng vào thực tiễn làm cơ
sở khoa học để xây dựng các quy trình, quy phạm kỹ thuật phục vụ công tác quản
lý và cấp phép khai thác cát. Nhưng hầu hết các nghiên cứu này mới chỉ đề cập đến
ảnh hưởng của khai thác cát đối với các vấn đề mơi trường, xã hội và cịn ít các
nghiên cứu chuyên sâu về tác động của KTC đến sự biến đổi chế độ thủy lực dòng
chảy, bùn cát và diễn biến hình thái của đoạn sơng.
Trên cơ sở phân tích, đánh giá các thành tựu và những tồn tại có liên quan
đến đề tài luận án. NCS đã xác định được vấn đề, phạm vi và đối tượng nghiên cứu
của luận án. Cơ sở lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu sẽ được trình bày
trong Chương II của luận án.


6
CHƯƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY LỰC, HÌNH
THÁI CƠ BẢN
2.1.1. Định nghĩa và phân loại đoạn sông phân lạch
Những đoạn sơng mà dịng chảy tách, nhập thành nhiều lạch bởi các cồn bãi
bồi tụ trong lòng dẫn được gọi là sông phân lạch, để thuận lợi cho việc nghiên cứu
thường phân loại sông phân lạch như sau:
- Theo số lạch (số nhánh sông): Theo cách phân loại này có đoạn sơng phân
lạch đơn, phân lạch kép và đa lạch.
- Theo mức độ ổn định: Có đoạn sơng phân lạch ổn định tương đối và đoạn
sông phân lạch rất khơng ổn định.
Ngồi ra, cịn dựa trên hình dạng mặt bằng đoạn sông phân lạch để phân ra
đoạn sông phân lạch thẳng cân đối và đoạn sông phân lạch cong, lệch.
2.1.2. Các yếu tố thủy lực, hình thái đặc trưng của đoạn sơng phân lạch đơn
Hình dưới đây mơ tả mặt bằng, mặt cắt ngang và các yếu tố đặc trưng thủy
lực, hình thái lịng dẫn của một đoạn sơng phân lạch đơn.
2.1.

Hình 2-1. Mơ tả mặt bằng và mặt cắt ngang đoạn sơng phân lạch đơn.
Trong đó mặt cắt I-I là mặt cắt lịng dẫn đoạn sơng trước phân lạch, mặt cắt
IV-IV là mặt cắt hợp lưu sau phân lạch, mặt cắt II-II trên lạch chính, với lưu lượng
dịng chảy Q1, mặt cắt III-III trên lạch phụ, với lưu lượng dịng chảy Q2. Các thơng
số thủy lực, hình thái cơ bản của đoạn sông phân lạch gồm:
- Q1, Q2 Lưu lượng dịng chảy lạch chính, lạch phụ.
- U1, U2 Lưu tốc trung bình mặt cắt lạch chính, lạch phụ.
- J1, J2 Độ dốc thủy lực lạch chính, lạch phụ.
- n₁, n2 Hệ số nhám lịng sơng lạch chính, lạch phụ.
- H1, H2 Độ sâu trung bình mặt cắt lạch chính, lạch phụ.
- B1, B2 Chiều rộng trung bình mặt cắt lạch chính, lạch phụ.
- A1, A2 Diện tích mặt cắt ướt lạch chính, lạch phụ.
- χ₁, χ2 Chu vi mặt cắt ướt lịng dẫn lạch chính, lạch phụ.

- L1, L2 Chiều dài lạch chính, lạch phụ.
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU VỀ TỶ LỆ PHÂN LƯU DÒNG
CHẢY VÀ TỶ LỆ PHÂN CHIA BÙN CÁT CỦA ĐOẠN SÔNG PHÂN
LẠCH ĐƠN
2.2.1. Quan hệ giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy với các đặc trưng thủy lực, hình
thái của đoạn sơng phân lạch đơn


7
Đối với đoạn sông phân lạch đơn gồm 2 lạch, lưu lượng dòng chảy tại mặt
cắt trước phân lạch bằng tổng lưu lượng dịng chảy vào lạch chính và lạch phụ theo
nguyên tắc bảo toàn tổng lượng, tức là:
Q0 = Q1 + Q2
(2-1)
Nếu xét dịng chảy đoạn sơng phân lạch nằm giữa hai mặt cắt tách dòng
(phân lạch) và mặt cắt nhập dịng (hợp lạch), thì tổn thất dịng chảy theo lạch chính
và lạch phụ là như nhau, khi đó ta có:
J1L1 = J2L2
(2-2)
Đặt β1 là tỷ lệ phân lưu dịng chảy qua lạch chính, bằng tỷ số giữa lưu lượng
dịng chảy qua lạch chính với lưu lượng dịng chảy đoạn sông trước phân lạch, như
Q1
. Thay Q0 từ (2-1) vào biểu thức này sẽ nhận được:
Q0
Q1
Q2
tương tự ta có  2 
1 
Q1  Q2 
Q1  Q2 


Q
Từ (2-3) rút ra 1  1
 2 Q2

vậy 1 

(2-3)
(2-4)

Từ cơng thức cơ bản tính lưu lượng dịng chảy, bằng tích số giữa lưu tốc
trung bình mặt cắt và diện tích mặt cắt ướt khi đó:
Q = U.A
(2-5)
Nếu U được tính theo cơng thức Chery U  C RJ . Trong đó R bán kính thủy
của mặt cắt ướt được tính bằng tỷ số giữa diện tích ướt và chu vi ướt của mặt cắt.
A diện tích mặt cắt ướt bằng tích giữa độ sâu trung bình mặt cắt ướt và chiều rộng
mặt cắt ướt A = H.B. Thay U và A vào (2-5) sẽ nhận được:
Q  C RJ HB 
(2-6)
Từ (2-3) có 1 

Q1
Q1  Q2 

1

hay

1

 1

Q2
Q1

(2-7)

Thay Q được tính bằng cơng thức (2-6) vào cơng thức (2-7), với chú ý điền
các chỉ số biểu thị cho lạch chính và lạch phụ, sẽ nhận được:
1

1

 1

C2 R2 J 2 H 2 B2

(2-8)

C1 R1 J1 H1 B1

Nếu tính hệ số nhám C bằng công thức của Maning C  1n R
(2-8), sau một số biến đổi đơn giản ta có:
2

1

2

1

1

6

và thay vào

 R  3  J  2  B H  n 
 1   2   2   2 2  1 
(2-9)
1
 R1   J1   B1H1  n2 
J
L
Xuất phát từ (2-2) ta có 2  1 , thay vào công thức (2-9) sẽ nhận được:
J1 L2
1

 R  3  L  2  B H  n 
1
 1   2   1   2 2  1 
1
 R1   L2   B1H1  n2 

(2-10)

Hay
2
1



3




R2
L1 2  B2 H 2  n1  

1  1      

  R1   L2   B1 H1 
n2  




1

(2-11)


8
Với những lập luận tương tự cũng nhận được công thức (2-12), xác định tỷ
lệ phân lưu dòng chảy qua lạch phụ:

R
 2  1   1
  R2







2
3

 L2

 L1





1
2


 B1 H 1  n2 

 
 B2 H 2  n1 


1

(2-12)

Trên cơ sở các công thức quan hệ (2-11) và (2-12) ta thiết lập được quan hệ
về tỷ số giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy của 2 lạch như sau:


2

1



2  R2  3  L1  2  B2 H 2  n1  
     
 
1  R1   L2   B1H1  n2  




(2-13)



Và ngược lại


2

1



1  R1  3  L2  2  B1H1  n2  
     
 
2  R2   L1   B2 H 2  n1  


(2-14)



Công thức (2-11), (2-12), (2-13) và (2-14) là những công thức cơ bản làm
tiền đề cho việc xây dựng các công thức gần đúng để xác định tỷ lệ phân lưu dòng
chảy vào các lạch cho đoạn sông phân lạch đơn trên sông Cửu Long. Đây là các
công thức xác định tỷ lệ phân lưu chỉ phụ thuộc vào các yếu tố đặc trưng hình thái
và độ nhám lòng dẫn của hai lạch.
2.2.2. Quan hệ giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy và tỉ lệ phân chia bùn cát của
đoạn sơng phân lạch đơn
Lưu lượng dịng chảy và lưu lượng vận chuyển bùn cát của đoạn sơng có
quan hệ với nhau thơng qua biểu thức Qs=Q., theo tác giả Đinh Quân Tùng
(Trung Quốc), một cách gần đúng có thể tính tốn tỷ lệ phân chia lưu lượng bùn
cát vào các lạch như sau:
Nếu gọi S là tỷ lệ phân chia lưu lượng bùn cát, khi đó:
S1 

QS1
 QS1  QS 2 

(2-15)

Trong đó: QS1, QS2 là lưu lượng bùn cát của lạch chính và lạch phụ.
Thay (QS1 = Q11) và (QS2 = Q22) vào (2-15) ta có:
S1 

Q1 1
1

Q11  Q2 2  1  Q2 2 
 Q 
1 1 


(2-16)

Trong đó:  là hàm lượng bùn cát trung bình mặt cắt (kg/m3). Các chỉ số
chân 1,2 biểu thị ký hiệu thông số của lạch chính và lạch phụ.
1
sử dụng cơng thức (2-3) ở trên, sau khi biến đổi ta thu được:
2
1
S1 
(2-17)
 1 

 1 
  1 
K
s






Đặt K s 

Công thức (2-17) cho thấy tỷ lệ phân chia bùn cát vào lạch, phụ thuộc chủ
yếu vào tỷ lệ phân lưu dòng chảy của lạch. Sau khi tính được tỷ lệ phân lưu 1 , chỉ
cần biết tỷ số hàm lượng bùn cát giữa 2 lạch Ks sẽ tính được giá trị gần đúng của tỷ
lệ phân chia bùn cát vào lạch.


9
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Phương pháp phân tích số liệu thực đo
Trong luận án, phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo được sử
dụng để phân tích và xây dựng các quan hệ thực nghiệm giữa các đặc trưng thủy
lực dịng chảy, bùn cát và hình thái lịng dẫn của các đoạn sơng phân lạch đơn trên
hệ thống sông Cửu Long.
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình tốn
- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số kịch bản nạo vét khai thác cát đến tỷ lệ
phân lưu dòng chảy giữa các lạch, sự thay đổi về chế độ thủy lực dịng chảy, bùn
cát và hình thái của các đoạn sông nghiên cứu.
+ Mô phỏng một số kịch bản khai thác cát kết hợp nạo vét lòng dẫn ứng với
các cấp lưu lượng khác nhau.
+ Phân tích biến động về các yếu tố thủy lực dòng chảy, khả năng vận
chuyển bùn cát của đoạn sơng.
+ Phân tích biến động về hình thái (xói/ bồi) lịng dẫn của đoạn sông.
- Nghiên cứu các giải pháp, phương án nạo vét khai thác cát hợp lý kết hợp
với chỉnh trị để ổn định lịng dẫn cho đoạn sơng phân lạch.

2.3.3. Phương pháp nghiên cứu trên mơ hình vật lý
Mục đích của nghiên cứu này là việc so sánh kiểm chứng kết quả nghiên cứu
của luận án trên mơ hình tốn với kết quả thí nghiệm trên mơ hình vật lý về ảnh
hưởng tác động của việc nạo vét và khai thác cát đối với đoạn sông phân lạch đơn.
Nội dung nghiên cứu gồm: quá trình biến đổi mực nước, lưu tốc theo dọc sông,
trường phân bố vận tốc, lưu hướng trên mặt bằng và biến động về tỉ lệ phân chia
lưu lượng giữa các lạch theo các phương án nạo vét khai thác cát.
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG II
Trong chương này, luận án đã đi sâu nghiên cứu các đặc trưng cơ bản về
hình thái lịng dẫn, chế độ thủy lực dịng chảy và quy luật diễn biến của đoạn sông
phân lạch đơn. Dựa trên cơ sở lý thuyết về thủy động lực học, NCS đã phân tích và
dẫn ra các cơng thức để xác định tỷ lệ phân lưu dòng chảy cho đoạn sông phân lạch
đơn (công thức 2-11, 2-12 và 2-13, 2-14) phụ thuộc vào các yếu tố đặc trưng hình
thái và độ nhám lịng dẫn của hai lạch.
Từ cơng thức xác định tỷ lệ phân lưu dịng chảy, thơng qua mối quan hệ
giữa lưu lượng dòng chảy và lưu lượng vận chuyển bùn cát của đoạn sông, NCS đã
dẫn ra công thức xác định tỷ lệ phân chia bùn cát vào lạch (công thức 2-17) phụ
thuộc vào tỷ lệ phân lưu dòng chảy và hàm lượng bùn cát của lạch.
Cũng trong chương này nghiên cứu sinh đã trình bày phương pháp và thiết
lập các mơ hình nghiên cứu của luận án. Các mơ hình ứng dụng đã được hiệu
chỉnh, kiểm định và đánh giá về độ tin cậy của kết quả tính tốn so với số liệu thực
đo, thí nghiệm.
Kết quả tính tốn, phân tích và các nghiên cứu, ứng dụng cụ thể sẽ được
trình bày trong nội dung Chương III và Chương IV của luận án.


10
CHƯƠNG III
NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA NẠO VÉT KHAI THÁC CÁT
ĐẾN TỶ LỆ PHÂN LƯU, DÒNG CHẢY, BÙN CÁT CỦA ĐOẠN

SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN
TỔNG QUAN VỀ SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN TRÊN SƠNG CỬU
LONG VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI
Sơng phân lạch đơn là loại hình sơng phân lạch tồn tại khá phổ biến trên hệ
thống sông Cửu Long. Đặc điểm hình thái của các đoạn sơng này là có nút thắt 2
đầu, giữa phình ra, dịng chảy chia thành hai lạch, giữa các lạch là bãi giữa (hay
còn gọi là cù lao), trên bãi sinh trưởng thực vật hoặc có dân cư sinh sống. Trên các
nhánh sông Cửu Long hiện có khoảng 17 đoạn sơng phân lạch đơn.
3.2. THIẾT LẬP CƠNG THỨC GẦN ĐÚNG XÁC ĐỊNH TỶ LỆ PHÂN
LƯU DỊNG CHẢY CHO ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN TRÊN
SÔNG CỬU LONG
Xuất phát từ các công thức cơ bản xác định tỷ lệ phân lưu dịng chảy của
đoạn sơng phân lạch đơn đã được thiết lập ở chương II, để đơn giản hóa việc xác
định thơng số về bán kính thủy lực của lịng dẫn thì đối với các sơng thiên nhiên có
B>20H có thể lấy giá trị của RH. Như vậy với sơng Cửu Long có thể lấy R=H,
sau khi thay vào các công thức (2-11), (2-12) và (2-14) sẽ nhận được:
3.1.


H
1  1   2
  H1






5
3

 L1

 L2





1
2

 B2  n1 

 
 B1  n2 




5
1

3  L 2  B


H
1  n 2

 2  1   1   2  

  H 2   L1   B2  n1



5
1


1  H1  3  L2  2  B1  n2  
 
   
 
 2  H 2   L1   B2  n1  



1







(3-1)
1

(3-2)

(3-3)

Mặt khác, để xác định hệ số nhám Maning cho sơng vùng đồng bằng có
nhiều cơng thức đã được đề xuất. Trong đó cơng thức kinh nghiệm của Strickler là
1/6

 d75 
n  0, 0747d và công thức do Henderson đề xuất là n  0,031

 0,3048 
Kết quả phân tích thành phần hạt từ tài liệu khảo sát địa chất lịng sơng và
bùn cát đáy của các đoạn phân lạch Long Xuyên, Tân Châu, Thốt Nốt, Mỹ Thuận
và nhiều vị trí trên sơng Cửu Long thấy rằng: Cấu tạo các lớp địa chất và thành
phần hạt bùn cát của đáy sông Cửu Long là tương đối đồng nhất, tỷ lệ các hạt vật
liệu đáy sơng có đường kính từ 0,075÷0,25mm chiếm từ 50÷80%. Như vậy một
cách gần đúng có thể lấy giá trị d50 hoặc d75 của các lạch là như nhau, khi đó hệ số
1/6
50

n 

nhám n1=n2 và tỷ số  1   1 . Thay vào (3-1), (3-2) và (3-3), ta sẽ có các cơng thức
 n2 
tính β1, β2 ở dạng đơn giản hóa hơn, như dưới đây.
Tỷ lệ phân lưu qua lạch chính:


11
5
1



3 
2 



H
L
B2  
2
1

1  1  
  H1   L2   B1  



1

(3-4)

Tỷ lệ phân lưu qua lạch phụ:
5
1


3
 H1   L2  2  B1  

2  1  

  H 2   L1   B2  



1

(3-5)

Như vậy, tỷ số giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy qua lạch chính với tỷ lệ phân
lưu dịng chảy qua lạch phụ là:


5

1



1  H1  3  L2  2  B1  
 
    
 2  H 2   L1   B2  


(3-6)



Các công thức (3-4), (3-5) và (3-6) là những cơng thức gần đúng, có thể sử
dụng để xác định tỷ lệ phân lưu dòng chảy vào các lạch cho đoạn sông phân lạch

đơn trên sông Cửu Long, dựa vào các thơng số trung bình về chiều dài, chiều rộng
và chiều sâu của lòng dẫn.
3.3. XÂY DỰNG QUAN HỆ THỰC ĐO GIỮA DÒNG CHẢY, BÙN CÁT
VÀ CÁC YẾU TỐ LÒNG DẪN CỦA ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH
ĐƠN TRÊN SÔNG CỬU LONG
3.3.1. Phân tích quan hệ giữa tỉ lệ phân lưu dịng chảy (β) với các yếu tố thủy
lực và yếu tố hình thái lịng dẫn của các lạch
Căn cứ các số liệu thực đo đã thu thập, xử lý. Luận án tiến hành xây dựng
các quan hệ thực nghiệm giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy (1/2) với các yếu tố đặc
trưng dòng chảy (Q1/Q2, U1/U2,), yếu tố đặc trưng lòng dẫn (B1/B2, H1/H2, A1/A2)
của lạch chính và lạch phụ đối với đoạn sông phân lạch đơn trên sông Cửu Long.
Kết quả phân tích được thể hiện tại hình 3-1 dưới đây.
a) Biểu đồ quan hệ:

Hình 3-1. Quan hệ giữa các yếu tố thủy lực, hình thái và tỷ lệ
phân lưu dòng chảy giữa 2 lạch.


12
b) Cơng thức quan hệ:
Từ phương trình mơ tả các đường cong quan hệ trên hình 3-1 ta xác định
được các công thức quan hệ giữa các yếu tố thủy lực, yếu tố hình thái của lịng dẫn
với tỷ số phân lưu dịng chảy vào 2 lạch như sau:
Cơng thức
Hệ số
Công thức
Số
Yếu tố
nguyên dạng
tương quan

chỉnh sửa
hiệu
5,6132

Lưu tốc U

U 
1
 1, 0084.  1 
2
 U2 

Chiều rộng B

B 
1
 1, 0593.  1 
2
 B2 

Độ sâu H

H 
1
 0,9754.  1 
2
 H2 

Diện tích A

A 
1
 0,9749.  1 
2
 A2 

3,4 k

2

U 
1
 a.  1 
2
 U2 

2

B 
1
 a.  1 
2
 B2 

2

H 
1
 a.  1 
2

 H2 

2

A 
1
 a.  1 
2
 A2 

R = 0,9088
1,7998

(3-7)
1,1k

R = 0,9477
3,3231

R = 0,9765

1,1956

R = 0,9749

(3-8)
2k

(3-9)

0,7 k

(3-10)

Ghi chú: Các hệ số (a) và số mũ (k) của các phương trình được làm trịn với
5
3

2 chữ số sau dấu phẩy. Các hệ số và số mũ được lấy với (a1,0) và ( k   1, 67 ).
3.3.2. Phân tích quan hệ giữa tỉ lệ phân chia bùn cát (s) với các yếu tố thủy
lực và yếu tố hình thái lịng dẫn của các lạch
Dựa trên số liệu thực đo ta cũng xây dựng được mối quan hệ giữa tỷ lệ phân
chia bùn cát vào các lạch với các yếu tố thủy lực và yếu tố hình thái lịng dẫn giữa
lạch chính và lạch phụ của đoạn sông phân lạch đơn trên sông Cửu Long.
a) Biểu đồ quan hệ:

Hình 3-2. Quan hệ giữa các yếu tố thủy lực, hình thái và tỷ lệ
phân chia bùn cát giữa 2 lạch.
b) Cơng thức quan hệ:
Từ phương trình mơ tả các đường cong quan hệ trên hình 3-2 ta xác định
được các công thức quan hệ giữa các yếu tố thủy lực, yếu tố hình thái của lịng dẫn
với tỷ lệ phân chia bùn cát vào 2 lạch như sau:


13
Yếu tố

Công thức
nguyên dạng

Hệ số
tương quan

5,0352

Lưu tốc U

U 
S1
 1, 0299.  1 
S 2
 U2 

Chiều rộng B

B 
S1
 1, 0749.  1 
S 2
 B2 

Độ sâu H

H 
S1
 0,9984.  1 
S 2
 H2 

Diện tích A

A 
S1
 1, 0542.  1 
S 2
 A2 

Công thức
chỉnh sửa
3k

R = 0,9

U 
S 1
 a.  1 
S 2
 U2 

2

B 
S 1
 a.  1 
S 2
 B2 

2

1,6202

R = 0,9453
2,9885

Số
hiệu
(3-11)

k

(3-12)

1,8 k

2

R = 0,972

1,0751

2

R = 0,9703

H 
S 1
 a.  1 
S 2
 H2 

A 
S1
 a.  1 
S 2
 A2 

(3-13)

0.5 k

(3-14)

Ghi chú: Hệ số (a) và số mũ (k) được làm tròn với 2 chữ số sau dấu phẩy.
5
3

Các hệ số và số mũ được lấy với (a1,0) và ( k   1, 67 ).
Như vậy, khi có các thơng số trung bình về vận tốc dịng chảy (U) hoặc các
thơng số về đặc trưng hình thái lịng dẫn (B, H, A) của đoạn sông phân lạch đơn, từ
các quan hệ đã thiết lập ở trên có thể xác định được tỷ lệ phân lưu dòng chảy (β), tỉ
lệ phân chia bùn cát (S) vào các lạch tương ứng.
3.4. NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT KHAI
THÁC CÁT ĐỐI VỚI ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN BẰNG MƠ
HÌNH TỐN VÀ MƠ HÌNH VẬT LÝ
3.4.1. Các kịch bản, trường hợp tính tốn nghiên cứu
a) Các kịch bản về nạo vét khai thác cát:
Luận án đã tiến hành các tính tốn, nghiên cứu với 4 nhóm kịch bản được
nêu dưới đây:
- PA0: Phương án hiện trạng để so sánh khi chưa có các hoạt động nạo vét
khai thác cát (lòng dẫn được giữ nguyên như đoạn sông trong tự nhiên).

- PA1: Phương án nạo vét khai thác cát trên lạch phụ (lạch trái cù lao Mỹ
Hòa Hưng), chiều dài nạo 2500m, cách mặt cắt phân lưu 600m về phía hạ du,
chiều rộng nạo vét 500m, chiều sâu nạo vét so với đáy lạch tự nhiên là 3m, 5m,
7m, 10m, 15m.
- PA2: Phương án nạo vét khai thác cát trên lạch phụ, chiều dài nạo vét
3500m ngay từ vị trí mặt cắt phân lưu, chiều rộng nạo vét 500m, chiều sâu nạo vét
so với đáy lạch tự nhiên là 3m, 5m, 7m, 10m, 15m.
- PA3: Phương án nạo vét khai thác cát trên toàn bộ lạch phụ, bắt đầu từ mặt
cắt phân lưu tới mặt cắt nhập lưu với chiều dài nạo vét 9280m, chiều rộng nạo vét
trung bình 500m, chiều sâu nạo vét so với đáy lạch tự nhiên là 3m, 5m, 7m, 10m,
15m.
b) Các trường hợp dòng chảy nghiên cứu:
Các cấp lưu lượng được nghiên cứu cho cả 4 nhóm phương án lần lượt là
Q=5000m3/s; 9000m3/s; 12500m3/s; 14000m3/s và 16000m3/s.
3.4.2. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nạo vét khai thác cát đến tỷ lệ
phân lưu dịng chảy của đoạn sơng
Kết quả tính tốn mơ phỏng trên mơ hình tốn 2D và kết quả đo đạc thí
nghiệm trên mơ hình vật lý cho thấy, sai khác giữa hai phương pháp không lớn. Cả
hai phương pháp đều đi đến kết luận: Nếu chỉ nạo vét và khai thác cát một phần ở


14
khu vực phía đầu nhánh trái theo các nhóm phương án PA1 và PA2, thì sự thay đổi
về tỷ lệ phân lưu giữa các lạch là không đáng kể, chỉ tăng được từ 15% lưu lượng
dòng chảy vào nhánh trái (lạch nạo vét) so với phương án hiện trạng và ít ảnh
hưởng đến chế độ thủy lực dòng chảy trên cả hai nhánh sông.
Khi khai thác cát kết hợp nạo vét tồn bộ lạch trái từ mặt cắt phân dịng đến
mặt cắt hợp lưu theo nhóm các phương án PA3, thì tỷ lệ phân lưu dịng chảy thay
đổi khá rõ. Lưu lượng lạch phải đã giảm bớt từ 7÷18% tùy theo cấp lưu lượng.

Lạch phải (lạch chính)

Lạch trái (lạch phụ)

Hình 3-3. Biến động tỉ lệ phân lưu dòng chảy vào các lạch theo quy mô
nạo vét khai thác cát, ứng với cấp lưu lượng tạo lòng Q0=14000m3/s.
Từ kết quả nhận được cho thấy, muốn thay đổi tỷ lệ phân lưu dịng chảy
giữa các lạch thì việc nạo vét khai thác cát phải được thực hiện trên toàn tuyến.
3.4.3. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nạo vét khai thác cát đến chế độ
thủy động lực và vận chuyển bùn cát
a) Đánh giá sự thay đổi về vận tốc dòng chảy:
Vận tốc dịng chảy trên dịng chính phía thượng lưu và trên nhánh phải (lạch
chính) đều có xu thế giảm khi nạo vét và khai thác cát trên nhánh trái (lạch phụ).
Mức độ giảm phụ thuộc vào từng phương án nạo vét và theo từng cấp lưu lượng,
vận tốc dòng chảy trên lạch phải giảm mạnh nhất khi thực hiện nạo vét toàn bộ
lạch trái theo phương án PA3.
Vận tốc dòng chảy trên lạch trái biến đổi phức tạp, phụ thuộc vào địa hình
lịng dẫn của từng khu vực khác nhau. Với các phương án nạo vét PA1, PA2 và
PA3, vận tốc dịng chảy trên tuyến lạch trái đều có xu thế tăng lên. Mức độ biến
động vận tốc phụ thuộc vào quy mô nạo vét lạch trái và theo từng cấp lưu lượng

Lạch phải (lạch chính)

Lạch trái (lạch phụ)

Hình 3-4. Phân bố vận tốc trên mặt cắt ngang trước và sau khi nạo vét
toàn tuyến lạch trái (PA3).


15

b) Đánh giá sự thay đổi về khả năng vận chuyển bùn cát:
Lưu lượng vận chuyển bùn cát tổng cộng của lạch phải giảm mạnh nhất khi
thực hiện nạo vét mở rộng lịng dẫn trên tồn bộ tuyến lạch trái theo phương án
PA3. Lưu lượng bùn cát giảm mạnh khi độ sâu nạo vét khai thác cát trên lạch trái
tăng từ 0÷7m. Với độ sâu nạo vét lớn hơn, mức độ ảnh hưởng đến lưu lượng bùn
cát vận chuyển bùn cát của lạch phải tăng thêm không đáng kể.
Khả năng vận chuyển bùn cát của lạch trái sau nạo vét được cải thiện đáng
kể, lưu lượng vận chuyển bùn cát lạch trái tăng mạnh khi độ sâu nạo vét khai thác
cát tăng từ 0÷7m. Lưu lượng vận chuyển bùn cát tổng cộng của lạch trái có thể
tăng lên từ 36,83÷135,86% so với hiện trạng tùy theo quy mô nạo vét, khả năng
vận chuyển bùn cát tăng mạnh nhất khi thực hiện nạo vét toàn bộ tuyến lạch trái
theo phương án PA3.

Lạch phải (lạch chính)
Lạch trái (lạch phụ)
Hình 3-5. Biến động về lưu lượng vận chuyển bùn cát của lạch phải và lạch
trái theo chiều sâu nạo vét và theo cấp lưu lượng.
3.4.4. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả khai thác cát kết hợp nạo vét lòng dẫn
để điều chỉnh tỷ lệ phân lưu vào các lạch
Kết quả tính tốn hiệu quả điều chỉnh tăng tỷ lệ phân lưu vào lạch trái (lạch
nạo vét) theo chiều sâu nạo vét khai thác cát được ghi trong bảng 3-1.
Bảng 3-1. Hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lưu vào lạch trái
theo chiều sâu nạo vét khai thác cát.
Chiều
sâu khai
thác cát
Hkt (m)

Tỉ lệ
chiều

sâu
Hkt/Htb

3
5
7
10
15

0.3
0.5
0.7
1.0
1.6

Ghi chú:

Hiệu quả điều chỉnh tăng tỉ lệ phân lưu vào lạch trái
(lạch nạo vét) - 2(%)
Q=5000
Q=9000
Q=12500
Q=14000 Q=16000
(m3/s)
(m3/s)
(m3/s)
(m3/s)
(m3/s)
7.94
11.85

14.92
15.82
16.58

9.35
13.62
17.05
18.07
18.71

8.65
12.30
15.36
16.26
16.88

8.56
12.16
15.18
15.87
16.33

8.22
11.59
14.37
15.07
15.60

H kt
là tỷ số giữa chiều sâu khai thác cát và độ sâu trung bình mặt

H tb

cắt của lạch nạo vét (trong trường hợp nghiên cứu này, chiều sâu trung bình lạch
trái hiện trạng có Htb=9,56m).


16

Hình 3-6. Biểu đồ đánh giá hiệu quả tăng tỉ lệ phân lưu vào lạch theo
chiều sâu nạo vét (β~Hkt), ứng với từng cấp lưu lượng.
Từ bảng đánh giá hiệu quả và biểu đồ phân tích quan hệ giữa hiệu quả tăng
tỷ lệ phân lưu dòng chảy (β) vào lạch theo các cấp chiều sâu nạo vét khai thác
cát, có thể rút ra một số nhận xét như sau:
- Mức độ biến động về tỷ lệ phân lưu dòng chảy phụ thuộc vào quy mô nạo
vét và theo từng cấp lưu lượng.
- Tỉ lệ phân lưu dòng chảy vào lạch cạn (lạch nạo vét) tăng mạnh nhất khi tỷ
số giữa chiều sâu nạo vét khai thác cát và độ sâu trung bình mặt cắt lịng dẫn hiện


H 

trạng của đoạn sông  m  kt  nằm trong khoảng m ≤ 0,7. Khi giá trị (m) nằm
H tb 

trong khoảng từ 0,7÷1,0 hiệu quả tăng tỷ lệ phân lưu dịng chảy vào lạch nạo vét
giảm mạnh. Từ giá trị m > 1,0 trở lên, tỷ lệ phân lưu gần như không tăng thêm khi
tiếp tục tăng chiều sâu nạo vét.
Như vậy có thể thấy, việc khai thác cát kết hợp nạo vét chỉnh trị lòng dẫn để
điều chỉnh tỷ lệ phân lưu dòng chảy giữa các lạch chỉ đạt hiệu quả lớn nhất khi Hkt
≤ 0,7Htb. Có nghĩa là chiều sâu nạo vét (chiều sâu tăng thêm) nên nhỏ hơn chiều

sâu trung bình mặt cắt hiện trạng của lạch nạo vét (Hkt < Htb).
Tuy nhiên, do luận án chỉ mới phân tích từ các số liệu nhận được thơng qua
việc thí nghiệm kiểm chứng trên mơ hình vật lý và mơ phỏng trên mơ hình tốn
cho đoạn sơng phân lạch đơn khu vực Long Xuyên, nên kết quả nghiên cứu này sẽ
có những hạn chế. Vì vậy, khi áp dụng cho các đoạn sông phân lạch đơn khác ở
vùng ĐBSCL cần thiết phải có các nghiên cứu sâu hơn. Mặt khác, khi lựa chọn
giải pháp nạo vét khai thác cát kết hợp với việc chỉnh trị cải tạo lòng dẫn cho tuyến
lạch cạn, cần xem xét đến tính hiệu quả của tỷ lệ phân lưu có thể điều chỉnh theo
độ sâu nạo vét và phải luôn lưu ý đến sự ổn định chung của tồn đoạn sơng, hạn
chế tối đa các hiện tượng sạt lở, bồi lắng và những biến động lớn về chế độ thủy
lực dòng chảy trên các lạch sau khi nạo vét.


17
KẾT LUẬN CHƯƠNG III
Từ các kết quả nghiên cứu trên đây cho phép NCS đi tới một số kết luận:
Khai thác cát kết hợp nạo vét đoạn sông phân lạch chỉ đem lại hiệu quả khi
được thực hiện trên toàn tuyến. Việc điều chỉnh tỷ lệ phân lưu dòng chảy và lưu
lượng vận chuyển bùn cát của đoạn sông phân lạch đơn khi tác động vào yếu tố
chiều sâu của lòng dẫn (thay đổi độ sâu nạo vét khai thác cát) đem lại hiệu quả tốt
hơn so với việc thay đổi chiều rộng mặt cắt lòng dẫn. Điều này cũng được chỉ ra
trong các công thức xác định hệ số phân lưu dòng chảy (3-4), (3-5) và (3-6), khi tỷ
lệ phân lưu (β) phụ thuộc hàm mũ bậc 5/3 đối với tỷ số độ sâu (H) nhưng chỉ phụ
thuộc hàm bậc nhất đối với tỷ số chiều rộng (B) giữa các lạch. Độ nhạy của các
yếu tố lòng dẫn (B, H) tác động đến tỷ lệ phân lưu dòng chảy, tỷ lệ phân chia bùn
cát của các lạch cũng được thể hiện trên các biều đồ quan hệ tại hình 3-1, hình 3-2.
Kết quả nghiên cứu về hiệu quả của việc nạo vét để điều chỉnh tỷ lệ phân lưu
trên mơ hình tốn và mơ hình vật lý đều cho thấy, khi chiều sâu nạo vét khai thác
cát đạt tới giới hạn nhất định (trường hợp nghiên cứu cụ thể của luận án cho đoạn
phân lạch Long Xuyên, đã xác định được khi Hkt ≥ 0,7Htb) thì việc tiếp tục tăng độ

sâu nạo vét cũng không làm tăng hiệu quả điều chỉnh về tỷ lệ phân lưu dòng chảy
giữa các lạch, biểu đồ đánh giá được thể hiện trên hình 3-6. Xét trong các trường
hợp cùng một độ sâu và chiều rộng nạo vét khai thác cát, thì ứng với cấp lưu lượng
càng lớn thì tỷ lệ phân lưu sang lạch phụ càng lớn.
Các kết quả nghiên cứu trên đây sẽ được ứng dụng vào thực tế để nghiên
cứu đề xuất phương án khai thác cát kết hợp với nạo vét chỉnh trị lịng dẫn cho
đoạn sơng phân lạch Long Xun, tỉnh An Giang. Những tính tốn cụ thể sẽ được
trình bày trong Chương IV của luận án.
3.5.

CHƯƠNG IV
ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THỰC TẾ ĐỀ XUẤT
PHƯƠNG ÁN KHAI THÁC CÁT KẾT HỢP NẠO VÉT CHỈNH TRỊ ĐOẠN
SÔNG PHÂN LẠCH ĐƠN KHU VỰC THÀNH PHỐ LONG XUYÊN
THỰC TRẠNG ĐOẠN SƠNG PHÂN LẠCH KHU VỰC THÀNH PHỐ
LONG XUN
Đoạn sơng phân lạch đơn khu vực cù lao Mỹ Hòa Hưng trên sông Hậu thuộc
thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang (cịn gọi là cù lao Ơng Hổ) có tọa độ địa lý
từ 10022’ đến 10027’ vĩ độ bắc; 105024’ đến 105028’ kinh độ đông. Đoạn sông chia
thành 2 lạch, nhánh phải dài 7120m chảy qua thành phố Long Xuyên, nhánh trái
dài 9280m chảy qua địa bàn các xã An Thạnh Trung và Hịa Bình thuộc huyện Chợ
Mới. Đây là đoạn sơng phân lạch có diễn biến hình thái rất mạnh, các nhánh sông
đang trong thời kỳ phát triển hoặc suy thối và ln có sự tranh chấp lẫn nhau.
Hiê ̣n tượng bồ i lắ ng và sạt lở bờ sông sẽ vẫn còn tiế p tu ̣c xảy ra nếu không
có các giải pháp chỉnh trị tổ ng thể cho tồn đoạn sơng. Đặc biệt là bên lạch phải,
viêc̣ xây dựng mô ̣t số công trình kè bờ khu vực TP Long Xuyên chỉ là giải pháp bi ̣
đô ̣ng trong khi đoạn sơng vẫn phát triển các hố xói mới, vì vậy nếu chỉ xây dựng
các cơng trình bảo vệ bờ thì chưa thể giải quyế t được vấ n đề xói lở ở khu vực này.
4.1.

18
MỤC TIÊU VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG
PHÂN LẠCH KHU VỰC LONG XUYÊN
Xuất phát từ thực trạng của đoạn sơng, tình hình khai thác cát đang diễn ra
dầm rộ, nhưng chưa được định hướng kỹ thuật và khó kiểm sốt. Vấn đề đặt ra là
đảm bảo hoạt động khai thác cát để tận thu nguồn tài nguyên rất có giá trị, kết hợp
được giữa việc khai thác với nạo vét chỉnh trị để tạo lòng dẫn đảm bảo duy trì được
sự ổn định lâu dài cho đoạn sơng. Nhiệm vụ cần thực hiện là:
- Tính tốn xác định các thơng số chỉnh trị lịng dẫn để điều chỉnh hợp lý tỷ
lệ phân lưu dòng chảy, tỷ lệ phân chia bùn cát giữa các nhánh.
- Xác định vị trí và quy mơ khai thác cát hợp lý trên đoạn sơng này.
- Đề xuất các hạng mục cơng trình bổ sung nhằm ổn định đoạn sông.
4.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NẠO VÉT CHỈNH TRỊ KẾT HỢP KHAI
THÁC CÁT CHO ĐOẠN SƠNG PHÂN LẠCH LONG XUN
4.3.1. Xác định các thơng số chỉnh trị lịng dẫn của đoạn sơng
Dựa trên các công thức quan hệ (3-4), (3-5), (3-6) được đề xuất để xác định
tỉ lệ phân lưu dòng chảy cho đoạn sông phân lạch đơn trên sông Cửu Long. Đoạn
phân lạch Long Xun có chiều dài lạch chính L1=7120m, lạch phụ có L2=9280m.
Sau khi thay giá trị L1, L2 vào các cơng thức này, ta sẽ nhận được các cơng thức
tính ở dạng đơn giản hơn như dưới đây:
4.2.

5




H 2 3  B2  


1  1  0,876 
 


H1   B1  



5




H1 3  B1  

 2  1  1,142 
 


H 2   B2  



5


3 B 


1

H


1
1
 1,142 
 


2
H
B
 2   2  

1

(4-1)

1

(4-2)

(4-3)

Từ các công thức (4-1), (4-2), (4-3) đã xây dựng, có thể thấy: Tỉ lệ phân lưu
dịng chảy vào các lạch của đoạn sông phân lạch Long Xuyên là thông số phụ
thuộc vào tỷ số giữa chiều rộng (B) và chiều sâu (H) giữa 2 lạch. Do đó để điều
chỉnh lại tỷ lệ phân lưu dịng chảy của đoạn sơng (điều chỉnh 1, 2), có thể sử
dụng giải pháp khai thác cát kết hợp với việc nạo vét cải tạo lịng dẫn để điều chỉnh
các thơng số B và H của các lạch.

Căn cứ vào mục tiêu, yêu cầu chỉnh trị và điều kiện thực tế của đoạn sông.
Các thông số chỉnh trị của đoạn sông được xác định như sau.
a) Xác định tỷ lệ phân lưu điều chỉnh:
Kết quả nghiên cứu về diễn biến tỷ lệ phân lưu dịng chảy và sự ổn định của
đoạn sơng qua các thời kỳ thấy rằng, đoạn sơng có sự ổn định tương đối khi duy trì
tỷ lệ phân lưu qua lạch phải là khoảng 60÷63% và lạch trái là 37÷40%. Từ tỷ lệ
phân lưu hiện trạng của đoạn sơng, tỷ lệ phân lưu điều chỉnh được xác định là
chuyển khoảng 10÷15% lưu lượng dịng chảy từ lạch phải sang lạch trái so với
hiện trạng. Cơ cấu tỷ lệ phân lưu của các lạch sau chỉnh trị như sau:
+ Tỷ lệ phân lưu dòng chảy qua nhánh phải: 160%.
+ Tỷ lệ phân lưu dòng chảy qua nhánh trái: 240%.


19
b) Xác định cấp lưu lượng chỉnh trị:
Lưu lượng chỉnh trị cho đoạn sông được lấy bằng cấp lưu lượng tạo lịng của
sơng Hậu tại Long Xun với Qctrị=14000m3/s.
c) Xác định các thơng số mặt cắt lịng dẫn chỉnh trị:
Kết quả tính tốn mặt cắt lịng sơng ổn định cho đoạn sông Hậu tại khu vực
Long Xuyên đã xác định được chiều rộng và chiều sâu lịng sơng ổn định với
B*=700m và H*=13,5m. Phương án đề xuất là giữa nguyên hiện trạng lịng dẫn của
tuyến lạch phải (lạch chính) và duy trì các thơng số trung bình mặt cắt lạch phải
đảm bảo điều kiện ổn định của đoạn sông với B1B*=700m ; H1H*=13,5m.
Để đạt tỷ lệ phân lưu dòng chảy vào các lạch như yêu cầu chỉnh trị đã được
xác định ở trên, cần phải thực hiện nạo vét cải tạo lịng dẫn trên tồn tuyến lạch trái
với các thơng số được xác định như sau: Chiều rộng mặt cắt chỉnh trị lấy bằng
chiều rộng mặt cắt lòng dẫn ổn định với B2B*=700m. Áp dụng công thức (4-3)
hoặc (3-9) của luận án để tính tốn chiều sâu tối thiểu cần phải nạo vét (H2).
Các thông số cụ thể của mặt cắt lòng dẫn chỉnh trị đối với đoạn phân lạch
Long Xuyên được xác định như trong bảng 4-1.

Bảng 4-1. Kết quả tính tốn các thơng số mặt cắt chỉnh trị lịng dẫn
cho đoạn phân lạch Long Xun trên sơng Hậu.
Hiện trạng
Thơng số
Tỉ lệ phân lưu
dịng chảy (%)
Chiều rộng trung
bình mặt cắt B(m)
Chiều sâu trung
bình mặt cắt H(m)

Quy hoạch chỉnh trị
Cơng thức
Lạch phải Lạch trái
ứng dụng
(4-1) và
1=60
2=40
(4-2)

Lạch phải

Lạch trái

1=74,65

2=24,57

B1=702,6

B2=386,7

B1=700

B2=700

H1=13,5

H2 =9,6

H1=13,5

H2 =11,5

(4-3) hoặc
(3-9)

4.3.2. Xác định vị trí và quy mơ khai thác cát hợp lý trên đoạn sông
a) Xác định các vị trí cần khai thác cát kết hợp nạo vét lịng dẫn:
Việc khai thác cát kết hợp nạo vét cải tạo lòng dẫn sẽ được ưu tiên thực hiện
tại các khu vực lịng sơng bị bồi lấp, co hẹp và suy giảm khả năng thốt lũ. Để xác
định các vị trí nạo vét, NCS đã tiến hành các tính tốn mơ phỏng chế độ thủy lực
dòng chảy hiện trạng của đoạn sơng trên mơ hình tốn hai chiều MIKE 21FM với
nhiều cấp lưu lượng khác nhau. Một số kết quả được thể hiện tại các hình sau.

Cấp lưu lượng Q=5000 m3/s
Cấp lưu lượng Q=16000 m3/s
Hình 4-1. Phân bố trường vận tốc trên mặt bằng địa hình hiện trạng,
ứng với cấp lưu lượng mô phỏng Q=5000m3/s và Q=16000m3/s.

20
Từ các kết quả mô phỏng, đánh giá hiện trạng về khả năng thốt lũ của đoạn
sơng thấy rằng, các khu vực cần phải được nạo vét, chỉnh trị như sau:
- Nạo vét khai thác cát trên toàn tuyến lạch trái (lạch cạn) để tận thu cát, kết
hợp giữa khai thác cát với việc nạo vét cải tạo lòng dẫn làm thơng thống dịng
chảy, tăng khả năng thốt lũ cho nhánh trái. Các khu vực cần nạo vét gồm: KV1,
KV2, KV4 bên nhánh trái và KV5 bên nhánh phải. Khu vực cần bạt mom để mở
rộng lòng dẫn là đoạn sơng co hẹp phía trước chợ Chưng Đùng (hình 4-2).

Hình 4-2. Kiến nghị các vị trí khai thác cát và nạo vét cải tạo
lịng dẫn cho đoạn sơng phân lạch Long Xuyên.
- Không khai thác cát tại các khu vực sơng cong, đoạn sơng có hố xói, cụ thể
là khu vực KV3 trên nhánh trái. Chỉ cấp phép nạo vét khai thác cát với độ sâu tối
đa nhỏ hơn chiều rộng, chiều sâu lòng dẫn ổn định với Bkt ≤ 700m, Hkt ≤ 13,5m để
khơng làm mất ổn định lịng sông ở khu vực khai thác và làm ảnh hưởng đến các
khu vực lân cận.
b) Xác định chỉ giới, quy mơ khai thác cát và nạo vét lịng dẫn:
Căn cứ kết quả tính tốn các thơng số cơ bản của mặt cắt chỉnh trị có xét đến
điều kiện ổn định và đảm bảo khả năng thoát lũ của các lạch theo tỷ lệ phân lưu
điều chỉnh, chỉ giới và quy mô khai thác cát được xác định như sau:
- Nạo vét mở rộng và khơi thơng dịng chảy tồn bộ nhánh trái từ đầu cù lao
đến cuối cù lao, phạm vi nạo vét cách bờ 100m, hệ số mái đào m=3.
- Chiều rộng tuyến luồng nạo vét khai thác cát: Bkt max=600÷700m.
- Chiều sâu tuyến luồng nạo vét khai thác cát: Hkt max=11,5÷13,0m.

Hình 4-3. Mặt cắt ngang điển hình về nạo vét khai thác cát
trên nhánh trái, đoạn sông phân lạch Long Xuyên.

21
4.3.3. Đề xuất các cơng trình bổ sung để bảo vệ bờ và ổn định tỷ lệ phân lưu
cho đoạn sông
Dựa trên các kết quả mô phỏng về chế độ thủy lực dịng chảy và xu thế diễn
biến hình thái của đoạn sông trước và sau khi nạo vét khai thác cát. Tại các khu
vực có lưu tốc dịng chảy lớn, chế độ động lực phức tạp, có nguy cơ cao về xói lở
hoặc bồi lắng thì sẽ bố trí các giải pháp cơng trình phù hợp nhằm bảo vệ bờ, ổn
định tỷ lệ phân lưu cho đoạn sông. Các hạng mục cơng trình được đề xuất gồm:
- Kè mõm cá và đê đón dịng ở đầu cù lao Mỹ Hòa Hưng để điều chỉnh và
ổn định tỷ lệ phân lưu giữa hai nhánh sông.
- Hệ thống các kè gia cố, bảo vệ bờ phải và bờ trái các lạch.
- Kè mõm cá bảo vệ đôi cồn cù lao Mỹ Hịa Hưng.
4.4. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ SAU NẠO VÉT CHỈNH TRỊ ĐỐI VỚI
ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH LONG XUYÊN
4.4.1. Đánh giá chung về hiệu quả kỹ thuật
Đánh giá hiệu quả sau nạo vét theo các phương án đề xuất nhận thấy, việc
điều chỉnh tỷ lệ phân lưu giữa 2 lạch đã có sự thay đổi tích cực theo xu thế có lợi
cho đoạn sơng. Lưu lượng dịng chảy đã chuyển từ lạch phải sang lạch trái tăng lên
từ 2,35 ÷ 13,21% so với hiện trạng. Chế độ thủy lực dòng chảy trên tồn đoạn sơng
sau nạo vét biến đổi theo xu thế có lợi hơn, vận tốc dịng chảy trên nhánh chính
(lạch phải) giảm rõ rệt, giá trị giảm từ 0,02÷0,27m/s, riêng dòng chảy tại khu vực
phân lưu giảm xuống từ 0,06÷0,36m/s. Vận tốc dịng chảy trên tồn tuyến lạch trái
tăng từ 0,03÷0,08m/s, khả năng thốt lũ của lạch trái được cải thiện tốt hơn.
Kết quả mô phỏng chế độ thủy lực dòng chảy và mặt bằng phân bố vận tốc
sau nạo vét được thể hiện trên hình 4-4.

Khu vực phân lưu
Khu vực đoạn cạn cù lao mới
Hình 4-4. Phân bố vận tốc dịng chảy trên mặt bằng đoạn sơng,
sau khi khai thác cát và nạo vét toàn tuyến lạch trái.

Kết quả dự báo diễn biến xói/bồi lịng dẫn trên mặt bằng và trên mặt cắt
ngang tại một số vị trí trong khu vực cho thấy: Diễn biến lòng dẫn tại các mặt cắt
bên nhánh phải phía bờ thành phố Long Xuyên cho thấy, xói sâu giảm đáng kể so
với hiện trạng khi chưa nạo vét khai thác cát bên lạch trái. Mức độ giảm xói sâu
trên nhánh phải từ 0,5÷1,5m tùy từng mặt cắt. Với xu thế diễn biến này sẽ rất tốt và
làm giảm nguy cơ sạt lở tuyến bờ khu vực thành phố Long Xuyên (hình 4-5, 4-6).
Như vậy, có thể thấy phương án khai thác cát kết hợp nạo vét cải tạo toàn bộ
tuyến lạch trái sẽ mang lại hiệu quả tổng hợp tốt nhất. Với phương án này, tỷ lệ


22
phân lưu dòng chảy sẽ được điều chỉnh hợp lý hơn, tỉ lệ phân lưu của nhánh trái
tăng lên hơn 13%, khả năng thốt lũ của tồn đoạn sơng đã được cải thiện.

Hình 4-5. Biến đổi địa hình lịng dẫn trước và sau nạo vét.

Lạch phải (lạch chính)
Lạch trái (lạch phụ)
Hình 4-6. Dự báo diễn biến trên mặt cắt ngang trước và sau nạo vét.
4.4.2. Phân tích hiệu quả kinh tế, xã hội
Khi thực hiện các giải pháp nạo vét khai thác cát kết hợp chỉnh trị lòng dẫn
để ổn định đoạn sơng phân lạch Long Xun, có thể mang lại các lợi ích về hiệu
quả kinh tế xã hội như sau:
- Tăng khả năng thốt lũ, giảm thiểu xói lở, ô nhiễm môi trường.
- Giải quyết nhu cầu cung cấp vật liệu xây dựng và san lấp cho các tỉnh An
Giang, Cần Thơ và các vùng lân cận, tăng thu ngân sách và góp phần thúc đẩy phát
triển kinh tế của địa phương.
- Góp phần giải quyết một phần công ăn việc làm cho một bộ phận không
nhỏ lao động tại chỗ.
- Góp phần mở rộng khơi thơng luồng lạch tạo điều kiện lưu thơng hàng hóa

thúc đẩy kinh tế phát triển.
Ngồi ra nếu đoạn sơng được chỉnh trị ổn định, chắc chắn sẽ giảm thiểu
được những thiệt hại về người, tài sản, đất đai,… do sạt lở gây ra. Đây là là hiệu
quả rất có ý nghĩa về mặt kinh tế và tinh thần khơng thể tính được, mang lại cuộc
sống bình yên cho nhân dân trong khu vực.
4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG IV
Kết quả nghiên cứu của luận án đã được ứng dụng thành cơng để tính tốn
xác định các thơng số chỉnh trị lịng dẫn cho đoạn sông phân lạch đơn khu vực
thành phố Long Xuyên. Bằng giải pháp nạo vét kết hợp khai thác tận thu tài
nguyên cát trên toàn tuyến lạch trái, đã điều chỉnh được tỷ lệ phân lưu dòng chảy
vào lạch trái tăng lên 13,21% so với hiện trạng.
Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất để chỉnh trị là phù hợp với điều kiện
hiện trạng của đoạn sông, hiệu quả sau nạo vét khai thác cát cho thấy dòng chảy ổn


23
định, đặc biệt là tỉ lệ phân lưu giữa các lạch đã được điều chỉnh hợp lý hơn. Các
biến động về mực nước, lưu tốc không lớn, không phát sinh các hiện tượng thủy
lực nguy hiểm (hố xói, vùng nước xốy,...). Lịng sơng diễn biến theo xu thế có lợi,
giảm nguy cơ sạt lở cho phía bờ lạch phải và khu vực thành phố Long Xuyên. Vận
tốc dòng chảy sau nạo vét tăng mạnh sẽ giúp cải thiện khả năng thoát lũ và làm
giảm các hiện tượng bồi lắng, ngập lụt trên tuyến lạch trái.
Từ kết quả đạt được cho thấy, có thể tiến hành các nghiên cứu sâu hơn để
mở rộng phạm vi ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận án cho các đoạn sông phân
lạch khác ở nước ta.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN
1. Luận án đã tổng hợp và phân tích tổng quan các kết quả nghiên cứu chính
ở trong và ngồi nước về sơng phân lạch và những nghiên cứu về ảnh hưởng tác
động của các hoạt động khai thác cát đến chế độ dòng chảy và lịng dẫn của dịng

sơng. Làm rõ những hạn chế và tồn tại đối với các kết quả nghiên cứu đã có liên
quan đến đề tài luận án.
2. Xuất phát từ các công thức cơ bản về thủy động lực học, luận án đã tiến
hành các phân tích lý luận và thiết lập được cơng thức tính tỷ lệ phân lưu dịng
chảy cho đoạn sơng phân lạch đơn phụ thuộc vào các yếu tố hình thái mặt cắt
ngang, bán kính thủy lực và hệ số nhám của lòng dẫn 2 lạch, có dạng:
I.


R
1  1   2
  R1


2

 3  L1
 
  L2

1

 2  B2 H 2
 
  B1 H 1

 n1

 n2







1

;


R
 2  1   1
  R2






2
3

 L2

 L1





1
2


 B1 H 1  n2 

 
 B2 H 2  n1 


1

Từ các công thức này, trên cơ sở số liệu thực đo và phân tích đặc điểm tự
nhiên của sơng Cửu Long, nghiên cứu sinh đã đơn giản hóa và đề xuất các công
thức xác định tỷ lệ phân lưu dịng chảy cho đoạn sơng phân lạch đơn trên sơng Cửu
Long với độ chính xác tương đối, có thể sử dụng để tính tốn sơ bộ tỷ lệ phân lưu
hiện trạng hoặc xác định các thông số quy hoạch chỉnh trị, quy mô nạo vét và khai
thác cát. Các công thức gồm:
5
1


3 
2 



H
L

B2  
2
1

1  1  
  H1   L2   B1  



1

;

5
1


3 
2 



H
L
B1  
1
2

2  1  
  H 2   L1   B2  




1

;



5

1



1  H1  3  L2  2  B1  
 
    
 2  H 2   L1   B2  






Trong đó (L1,L2), (B1,B2) và (H1,H2) là các thông số chiều dài, chiều rộng,
chiều sâu trung bình lịng dẫn của lạch chính và lạch phụ.
3. Luận án đã đi sâu nghiên cứu về các đặc trưng thủy lực, bùn cát và hình
thái lịng dẫn của đoạn sông phân lạch. Từ số liệu thực đo của một số đoạn phân
lạch đơn điển hình trên hệ thống sơng Cửu Long, bằng phương pháp phân tích

chỉnh lý các số liệu cơ bản, luận án đã xây dựng thành công một số quan hệ thực
nghiệm giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy, tỷ lệ phân chia bùn cát với các yếu tố thủy
lực, yếu tố hình thái lịng dẫn của đoạn sơng phân lạch đơn trên sơng Cửu Long
trong điều kiện có xét đến ảnh hưởng của hoạt động khai thác cát.
- Quan hệ giữa tỷ lệ phân lưu dòng chảy với các đặc trưng thủy lực, hình
thái lịng dẫn giữa 2 lạch có dạng: