Nghiên cứu tính toán dòng chảy hợp lý qua cống và bờ bao vùng ngập lũ (ứng dụng cho vùng tứ giác long xuyên)

-i-

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
01.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ......................................... 1

02.

MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN ................................................................ 3

03.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 4

04.

CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ................................ 4

05.

GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................. 5

06.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN .................... 5

07.

CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN ............................................................... 7

Chương 1:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ VÀ DÒNG CHẢY QUA CỐNG
VÀ BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ ................................................................ 8
1.1

TỔNG QUAN ĐÊ BAO, BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ ............................ 8

1.1.1

Vai trò và nhiệm vụ của đê bao, bờ bao ...................................................... 8

1.1.2

Đề án quy hoạch đê bao, bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL ............................... 9

1.1.3

Hiện trạng đê bao, bờ bao, các cống dưới đê vùng ngập lũ ĐBSCL .......... 10

1.1.4

Những thành tựu, tồn tại và nguyên nhân của hệ thống đê bao, bờ bao kiểm
soát lũ hiện nay ở ĐBSCL ........................................................................ 13

1.2

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ VÀ DÒNG CHẢY QUA CỐNG
VÀ BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ .............................................................. 18

1.2.1

Tổng quan các nghiên cứu về kiểm soát lũ trong và ngoài nước ................ 18

1.2.2

Giới thiệu một số chương trình tính toán thủy lực ngoài nước đang được
ứng dụng tính toán cho ĐBSCL ................................................................ 21

1.2.3

Giới thiệu một số chương trình tính toán thủy lực trong nước đang được
ứng dụng tính toán cho ĐBSCL ................................................................ 26

1.3

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................... 28

Chương 2:NGHIÊN CỨU SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY LŨ QUA CÁC
VÙNG BAO, CƠ SỞ LÝ LUẬN XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG THÁO
LŨ THÍCH HỢP VÙNG NGẬP LŨ ĐBSCL ........................................... 31


- ii -

2.1

VÀI NÉT VỀ LŨ ĐBSCL ................................................................... 31

2.1.1

Đặc điểm chính lũ ĐBSCL ....................................................................... 31

2.1.2

Hướng truyền lũ vào đồng ........................................................................ 34

2.2

NGHIÊN CỨU SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY LŨ QUA CÁC
VÙNG BAO ĐBSCL .......................................................................... 38

2.2.1

Đặt vấn đề................................................................................................. 38

2.2.2

Nghiên cứu sơ đồ tính toán dòng chảy mùa lũ qua các vùng bao của
ĐBSCL .................................................................................................... 40

2.3

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN KHẨU ĐỘ CỐNG . 49

2.3.1

Đặt bài toán .............................................................................................. 49

2.3.2

Giải bài toán ............................................................................................. 51

2.4

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM TÍNH TOÁN KHẨU ĐỘ
CỐNG (B-cong) ................................................................................. 55

2.4.1

Sơ đồ giải.................................................................................................. 55

2.4.2

Lập trình ................................................................................................... 56

2.4.3

Giao diện của chương trình ....................................................................... 57

2.5

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................... 58

Chương 3:BỔ SUNG MODULE TÍNH TOÁN THỦY LỰC XÁC ĐỊNH KHẨU
ĐỘ CỐNG THÍCH HỢP VÙNG NGẬP LŨ ĐBSCL (KOD.rep) ............. 60
3.1

GIỚI THIỆU VÀI NÉT VỀ HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN
DÙNG CHO BÀI TOÁN THỦY LỰC MỘT CHIỀU ............................ 60

3.1.1

Hệ phương trình vi phân ........................................................................... 60

3.1.2

Điều kiện biên và điều kiện ban đầu.......................................................... 63

3.1.3

Phương pháp giải bài toán thủy lực một chiều ........................................... 64

3.2

BỔ SUNG MODULE TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHẨU ĐỘ CỐNG THÍCH
HỢP (KOD.rep) ................................................................................. 66

3.2.1

Đặt vấn đề................................................................................................. 66

3.2.2

Vài nét về mô hình KOD.WQPS............................................................... 67

3.2.3

Xây dựng module tính toán thiết kế khẩu độ cống thích hợp (KOD.rep) ... 71

- iii -

3.3

THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH.................................................................. 79

3.3.1

Sơ đồ tính và điều kiện biên ...................................................................... 79

3.3.2

Kết quả tính toán....................................................................................... 82

3.4

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................... 86

Chương 4:ỨNG DỤNG KOD.rep TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ XÁC ĐỊNH
KHẨU ĐỘ CỐNG THÁO LŨ DƯỚI BỜ BAO VÙNG TGLX ................ 88
4.1

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG TỨ GIÁC LONG XUYÊN .................. 88

4.1.1

Vị trí địa lý ............................................................................................... 88

4.1.2

Đặc điểm địa hình ..................................................................................... 88

4.1.3

Lũ vùng TGLX ......................................................................................... 90

4.1.4

Hệ thống công trình kiểm soát lũ TGLX ................................................... 94

4.1.5

Công tác quản lý vận hành công trình kiểm soát lũ TGLX ........................ 97

4.2

ỨNG DỤNG KOD.rep TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ XÁC ĐỊNH KHẨU
ĐỘ CỐNG DƯỚI BỜ BAO VÙNG TGLX ........................................ 100

4.2.1

Tài liệu cơ bản ........................................................................................ 100

4.2.2

Xây dựng sơ đồ tính ................................................................................ 103

4.2.3

Tính toán thủy lực và xác định khẩu độ cống dưới bờ bao vùng TGLX .. 109

4.2.4

Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới bờ bao với lũ năm 2000 ................. 113

4.3

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .................................................................. 122

KẾT LUẬN ......................................................................................................... 123
5.1

CÁC VẤN ĐỀ GIẢI QUYẾT TRONG LUẬN ÁN ............................. 123

5.2

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ..................................... 126

5.3

KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN ................. 127

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ..................................................... 129
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 131
PHỤ LỤC............................................................................................................ 136


- iv -

HÌNH VẼ

Hình 1-1. Bản đồ quy hoạch hệ thống đê bao kiểm soát lũ ĐBSCL [11] .................. 9
Hình 1-2. Mực nước thiết kế bờ bao [11] ............................................................... 10
Hình 1-3. Hiện trạng đê bao, bờ bao vùng ngập lũ năm 2011 [37] ......................... 12
Hình 1-4. Hình ảnh bờ bao và cống dưới đê vùng ngập lũ ĐBSCL] ....................... 12
Hình 1-5. Hình ảnh gia cố bờ bao trong lũ và sạt lở bờ bao sau lũ ......................... 16
Hình 1-6. Các ô bao bị vỡ đê bao bảo vệ (do lũ năm 2011) .................................... 16
Hình 2-1. Độ sâu ngập lũ 2000 [13] ....................................................................... 35
Hình 2-2. Phân bố lưu lượng lớn nhất và tổng lượng lũ năm 2000 [37].................. 36
Hình 2-3. Độ sâu ngập lụt lớn nhất lũ năm 1996 ở ĐBSCL [11] ............................ 37
Hình 2-4. Quá trình mực nước lũ tại Tân Châu ...................................................... 37
Hình 2-5. Mặt cắt A – A ........................................................................................ 49
Hình 2-6. Ô chứa chữ nhật, cống tháo.................................................................... 49
Hình 2-7. Đồ thị xác định thời điểm chuyển đổi chế độ chảy từ tự do sang chảy
ngập của cống ........................................................................................... 53
Hình 2-8. Tuyến tính hóa đồ thị h .......................................................................... 54
Hình 2-9. Sơ đồ khối của chương trình tính toán khẩu độ cống .............................. 57
Hình 2-10. Cửa sổ giao diện của chương trình ....................................................... 58
Hình 2-11. Cửa sổ xuất kết quả tính....................................................................... 58
Hình 3-1. Miền xác định của hệ phương trình ........................................................ 64
Hình 3-2. Lưới đặc trưng ....................................................................................... 65
Hình 3-3. Sơ đồ các phương pháp số giải hệ pt Saint – Venant .............................. 66
Hình 3-4. Giao diện chương trình KOD.01 [21]..................................................... 69
Hình 3-5. Cấu trúc chương trình KOD.01[21] ....................................................... 70
Hình 3-6. Sơ đồ tổ chức của mô hình KOD-WQPS [21] ........................................ 70
Hình 3-7. Sơ đồ kết nối B-cong với KOD.WQPS .................................................. 71
Hình 3-8. Sơ đồ khối chương trình chính sau khi bổ sung (KOD.rep) .................... 73
Hình 3-9. Sơ đồ khối tính khẩu độ cống của chương trình KOD.rep ...................... 74


-v-

Hình 3-10. Cửa sổ nhập số lần lặp ......................................................................... 77
Hình 3-11. Cửa sổ nhập cao trình đỉnh bờ bao Ze .................................................. 77
Hình 3-12. Cửa sổ nhập thời điểm mở cống (Date open) ....................................... 78
Hình 3-13. Cửa sổ lệnh xuất kết quả tính khẩu độ cống ......................................... 78
Hình 3-14. Giao diện kết quả quả tính khẩu độ cống.............................................. 79
Hình 3-15. Sơ đồ tính thử nghiệm mô hình ............................................................ 80
Hình 3-16. Biên mực nước tại mô hình thử nghiệm ............................................... 80
Hình 3-17. Sơ đồ tính thử nghiệm được mã hóa trong mô hình KOD.rep .............. 81
Hình 3-18. Kết quả mực nước tại nút 3 và ô ruộng (nút 22) ................................... 82
Hình 3-19. Kết quả thời gian từ lúc mở cống đến khi tràn bờ bao .......................... 83
Hình 3-20. Kết quả tính khẩu độ cống dưới bờ bao (ID68) qua các lần lặp ............ 85
Hình 4-1. Bản đồ vùng TGLX ............................................................................... 89
Hình 4-2. Bản đồ địa hình TGLX (DEM90x90) .................................................... 89
Hình 4-3. Các hướng lũ vào ra vùng TGLX ........................................................... 91
Hình 4-4. Bản đồ bố trí hệ thống kiểm soát lũ TGLX ............................................ 96
Hình 4-5. Mạng lưới trạm khí tượng .................................................................... 101
Hình 4-6. Giao diện mô hình KOD.rep vùng TGLX ............................................ 105
Hình 4-7. Sơ đồ thủy lực KOD.rep vùng TGLX .................................................. 106
Hình 4-8. Mạng lưới và ô ruộng trong sơ đồ ........................................................ 106
Hình 4-9. Mạng lưới và bảng nhập số liệu cống................................................... 107
Hình 4-10. Quá trình lưu lượng thực đo tại Châu Đốc ......................................... 107
Hình 4-11. Quá trình lưu lượng thực đo tại Vàm Nao .......................................... 108
Hình 4-12. Quá trình mực nước thực đo tại Cần Thơ ........................................... 108
Hình 4-13. Quá trình mực nước thực đo tại Rạch Giá .......................................... 108
Hình 4-14. Mô phỏng lưu lượng vào các kênh tuyến Châu Đốc - Lộ Tẻ .............. 110
Hình 4-15. Mô phỏng lưu lượng vào các kênh tuyến Lộ Tẻ - Rạch Giá ............... 110
Hình 4-16. Mô phỏng mực nước lũ tại trạm Vàm Răng (2001) ............................ 111
Hình 4-17. Mô phỏng lưu lượng lũ tại trạm Vàm Răng (2001) ............................ 111
Hình 4-18. Mô phỏng mực nước lũ tại trạm Long Xuyên (2007) ......................... 112

- vi -

Hình 4-19. Mô phỏng mực nước lũ tại trạm Tri Tôn (2007)................................. 113
Hình 4-20. Vị trí ô bao ký hiệu ID_233 ............................................................... 114
Hình 4-21. Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới bờ bao (ID_149) ....................... 114
Hình 4-22. Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới bờ bao (ID_150) ....................... 115
Hình 4-23. Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới bờ bao (ID_151) ....................... 115
Hình 4-24. Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới bờ bao (ID_152) ....................... 116
Hình 4-25. Thời gian từ khi mở cống đến khi tràn bờ bao.................................... 116
Hình 4-26. Mực nước trong và ngoài ô bao (vị trí ID_149) .................................. 118
Hình 4-27. Lưu lượng chảy qua cống vào ô bao trước và sau khi mở cống .......... 118
Hình 4-28. Vị trí ô bao số hiệu ID_285 ................................................................ 119
Hình 4-29. Vị trí ô bao số hiệu ID_518 ................................................................ 121

BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Tổng hợp hiện trạng đê bao, cống 4 tỉnh vùng ngập lũ ĐBSCL ............ 13
Bảng 3-1. Kết quả khẩu độ các cống dưới bờ bao từ ID 59 – ID 63 ....................... 84
Bảng 3-2. Kết quả khẩu độ các cống dưới bờ bao từ ID 66 – ID 69 ....................... 84
Bảng 3-3. Kết quả khẩu độ các cống dưới bờ bao từ ID 70 – ID 72 ....................... 85
Bảng 4-1. Vận hành đập Trà Sư và Tha La cho vụ Hè Thu (năm 2001) ................. 97
Bảng 4-2. Các trạm khí tượng thủy văn cơ bản dùng trong tính toán.................... 102
Bảng 4-3. Kết quả tính toán khẩu độ cống ô bao số hiệu ID_233 ......................... 117
Bảng 4-4. Kết quả tính toán khẩu độ cống dưới ô bao (số hiệu ID_285) .............. 120
Bảng 4-5. Kết quả tính toán khẩu độ cống ô bao số hiệu ID_518 ......................... 121


- vii -

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
t

- Biến thời gian

x

- Biến không gian

g

- Gia tốc trọng trường

H, h

- Độ sâu mực nước thượng, hạ lưu

Z, z

- Cao trình mực nước

Zf

- Cao trình mực nước lũ

Z0f

- Cao trình mực nước lũ trước lúc mở cống

Zc

- Cao trình ngưỡng tràn

Q

- Lưu lượng

u

- Vận tốc

A

- Diện tích mặt cắt ướt

n

- Hệ số nhám manning

C=kR1/6

- Hệ số Chezy

R=R(h,x)

- Bán kính thủy lực



- Trọng lượng riêng

TGLX

- TGLX

TGHT

- Tứ giác Hà Tiên

ĐBSCL

- Đồng bằng sông Cửu Long

MNL

- Mực nước lũ

KSL

- Kiểm soát lũ

BĐKH

- Biến đổi khí hậu


-1-

MỞ ĐẦU

01.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Từ lâu mùa nước lũ ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã gắn bó

với đời sống nhân dân như một quy luật “đến hẹn lại lên”. Khác với lũ ở miền
Trung và miền Bắc khắc nghiệt - hung hãn, lũ ĐBSCL là khu vực ngập nước
rộng 2 triệu ha khá hiền hòa và ít đột biến, trải dài trên các tỉnh Long An, Tiền
Giang, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long,
Bến Tre. Nhân dân sống ở vùng nước nổi từ bao đời nay đã tự tìm cách thích
nghi với hoàn cảnh tự nhiên: mùa cạn thì trồng cấy, mùa lũ thì đánh bắt, khai
thác các nguồn lợi thủy sản v.v…
Trước những áp lực về nâng cao điều kiện sống, về gia tăng dân số,
ĐBSCL cần phải phát triển kinh tế gia tăng giá trị trong sản xuất phục vụ nhu
cầu đòi hỏi ngày càng cao của người dân. Vì vậy hòa nhập hoàn toàn với môi
trường thiên nhiên để có một cuộc sống với thu nhập cao, cho nhiều người là
khái niệm lý tưởng không thể tồn tại. Việc đắp đê ngăn lũ đã được bắt đầu
xây dựng từ những năm 60 – 70 của thế kỷ trước đến nay vẫn là đề tài thường
trực trong các quy hoạch phát triển. Cùng với việc đào, nạo vét khơi thông
mạng lưới kênh rạch dẫn thủy nhập điền, đây là hai yếu tố quan trọng hàng
đầu góp phần tích cực trong việc chuyển một vùng rộng lớn trên một triệu ha
canh tác từ một vụ lúa nổi, lúa mùa địa phương năng suất thấp sang canh tác
2-3 vụ lúa năng suất cao, đưa sản lượng lúa vùng ngập lũ ĐBSCL từ 2,4 triệu
tấn/năm 1976 lên trên 18 triệu tấn/năm 2005, năm 2010 ước đạt trên 21 triệu
tấn [13], tạo điều kiện phát triển vườn cây ăn trái, hoa màu, nuôi trồng thủy
sản. Ở vùng ngập sâu, hàng năm hệ thống bờ bao đã làm tốt việc bảo vệ lúa
Hè-Thu, góp phần quan trọng trong việc bơm vợi để xuống giống vụ Đông-


-2-

Xuân kịp thời vụ. Ở vùng ngập nông, hệ thống đê bao, bờ bao đã tạo ra điều
kiện để chủ động canh tác quanh năm, phát triển vườn cây ăn trái trên diện
rộng, nhiều tuyến đã kết hợp sử dụng giao thông nông thôn, bố trí dân cư.
Tính cho đến thời điểm này, theo số liệu điều tra cơ bản năm 2011 của Viện
Khoa học Thủy lợi miền Nam, chỉ tính riêng chiều dài đê bao, bờ bao của 4
tỉnh chịu ảnh hưởng chính của lũ sông Mekong, bao gồm: Long An, Đồng
Tháp, An Giang và Kiên Giang đã lên đến trên 18.500 km.
Tuy nhiên, hệ thống đê bao, bờ bao1 đã có cũng còn nhiều tồn tại và bất
cập, như: chất lượng thấp, còn mang tính chất tạm thời, chưa đạt các yêu cầu
kỹ thuật, thiết kế cống bọng v.v…. Vì vậy mức độ chủ động được trong kiểm
soát lũ, tưới tiêu, lấy phù sa, vệ sinh đồng ruộng chưa cao, khối lượng và kinh
phí bồi trúc tu bổ bờ bao hàng năm rất lớn và tốn kém (chủ yếu bị xói lở do
nước tràn qua bề mặt [7]).
Trên quan điểm của người làm công tác thủy lợi, ở luận án này tác giả
nhìn nhận về 2 khía cạnh kỹ thuật cần giải quyết đó là: (1) Nghiên cứu tính
toán dòng chảy mùa lũ qua các vùng bao đảm bảo yêu cầu chủ động trong
kiểm soát lũ, bồi đắp phù sa, vệ sinh đồng ruộng và phù hợp với quản lý vận
hành hệ thống thủy lợi toàn đồng bằng; (2) Tính toán khẩu độ cống tối thiểu
và thời gian mở cống, cao trình bờ bao thiết kế sao cho bờ bao không bị sạt lở
và đảm bảo yêu cầu cơ bản thu hoạch vụ Hè-Thu an toàn.
Để đi tìm câu giải đáp, tác giả đã tìm hiểu các kết quả nghiên cứu về lũ,
kiểm soát lũ trong và ngoài nước ở ĐBSCL. Các nghiên cứu đã có những
thành tự hết sức to lớn, là công cụ kỹ thuật không thể thiếu để đưa ra các quy

1

Khái niệm đê bao, bờ bao: Đê bao chỉ sử dụng cho tần suất 2-3%, tương đương với lũ năm 2000, kết hợp

với các đường quốc lộ, tỉnh lộ để chống lũ chính vụ tháng 9-10, nhằm bảo vệ các cụm tuyến dân cư và khu

vực kiểm soát lũ cả năm. Bờ bao để chống lũ đầu vụ tháng 8 bảo vệ lúa hè - thu với tần suất tiêu úng 10%,
triều tương đương tần suất 25% (tháng 7-8 và tháng 11) [33].


-3-

hoạch xây dựng mạng lưới các công trình thủy lợi nhằm kiểm soát lũ, phục vụ
tưới tiêu, cải tạo môi trường. Các nghiên cứu được tiến hành tập trung vào các
nội dung như phân bố dòng chảy lũ, quản lý lũ, kiểm soát lũ, dự báo lũ, phân
bố phù sa, xâm nhập mặn, lan truyền chua phèn v.v…. Với các bờ bao, một
sản phẩm đặc thù của ĐBSCL thì trong tính toán hiện có chỉ đưa vào như một
phần tử của ô đồng, chưa phục vụ được việc quản lý và ổn định các bờ bao.
Trong nghiên cứu của cố GS.TS Trần Như Hối [7] [9] [10] có đi sâu đến việc
nghiên cứu giải pháp đảm bảo ổn định bờ bao khi nước tràn, nhưng là về mặt
kết cấu, vật liệu để hạn chế tốc độ không xói của từng bờ bao đặt riêng rẽ.
Chính việc cần nghiên cứu quản lý bờ bao như một hệ thống với biện
pháp điều chỉnh khống chế dòng chảy tràn để bờ bao ổn định, ít tốn kém phải
tu bổ sau mỗi mùa lũ và đảm bảo yêu cầu sản xuất nông nghiệp là mục tiêu
chính của nội dung bản Luận án Tiến sĩ này. Ở đây không chỉ tính được tràn
bờ bao từ kênh-sông và từ ô đồng này sang ô khác mà là kết hợp khéo léo
điều hành việc mở cống tháo lũ (khẩu độ cống tối thiểu và thời gian mở cống,
cao trình bờ bao thiết kế) sao cho bờ bao không bị sạt lở và đảm bảo yêu cầu
cơ bản thu hoạch vụ Hè-Thu an toàn. Kết quả của đề tài được ứng dụng tính
toán cho vùng TGLX.
02.

MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN ÁN
Mục đích chung của luận án là nhằm phát triển phương pháp luận, qua

đó phát triển, bổ sung công cụ phần mềm tính toán thủy lực phục vụ nghiên

cứu, thiết kế các hệ thống sông, kênh và các khu vực có lũ tràn qua cống, đê
bao vùng ngập lũ.
Các mục đích cụ thể của luận án là:
i)

Nghiên cứu sơ đồ tính toán dòng chảy mùa lũ qua các vùng bao
ĐBSCL.


-4-

ii) Xây dựng cơ sở lý luận tính toán khẩu độ cống tháo lũ dưới bờ bao cho
vùng ĐBSCL thích ứng với quy trình vận hành.
iii) Xây dựng sơ đồ giải và thiết lập mô hình toán thủy lực tính toán khẩu
độ cống dưới bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL.
iv) Ứng dụng kết quả tính để tính toán cho khu vực nghiên cứu điển hình
là vùng TGLX thuộc ĐBSCL.
03.
i)

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Kế thừa, tổng hợp tài liệu, đánh giá tổng quan các nghiên cứu về thủy
lực dòng chảy trong sông, tràn đồng và qua hệ thống công trình trong
vùng ngập lũ ở trong nước và trên thế giới.

ii) Phân tích lý thuyết tính toán dòng chảy qua cống, tràn dựa trên cơ sở lý
thuyết về dòng chảy ổn định, không ổn định, phân tích các khía cạnh
vận hành đặc thù của hệ thống các công trình dưới đê bao, bờ bao, qua
đó nghiên cứu phát triển cơ sở lý thuyết tính toán hợp lý dòng chảy qua
cống, đê bao vùng ngập lũ vùng ĐBSCL.

iii) Phương pháp giải tích và phương pháp mô hình hóa trong việc tính
toán dòng chảy phù hợp qua cống, đê bao vùng ngập lũ, tính toán xác
định khẩu diện cống, tràn đáp ứng yêu cầu vận hành phục vụ sản xuất.
04.
i)

CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Nghiên cứu tổng quan về lũ và dòng chảy tràn đồng qua cống, đê bao
vùng ngập lũ ĐBSCL, trong đó tập trung vào nghiên cứu quy trình vận
hành các công trình kiểm soát lũ ở sông, kênh và các công trình dưới đê
bao, bờ bao.

ii) Xem xét, đánh giá tổng quan các nghiên cứu về tính thủy lực dòng lũ
tràn đồng, dòng chảy qua công trình (cống, tràn) trong sông, kênh và
dưới đê bao, bờ bao ở trong nước cũng như trên thế giới.


-5-

iii) Nghiên cứu sơ đồ tính toán dòng chảy mùa lũ qua các cùng bao
ĐBSCL.
iv) Phát triển cơ sở lý luận tính toán dòng chảy qua cống, đê bao vùng
ngập lũ phù hợp với quy trình vận hành và đảm bảo an toàn công trình
để đi tới phương trình tính toán khẩu diện cống, tràn cho từng ô bao và
đảm bảo tính ổn định của sơ đồ tính lũ trong mọi điều kiện làm việc của
công trình.
v) Xây dựng chương trình phần mềm thủy lực tính toán khẩu diện cống,
tràn tháo lũ dưới bờ bao trên cơ sở lý thuyết xuất phát từ bài toán vận
hành đặc biệt nhằm chống lũ sớm đảm bảo an toàn cho sản xuất và đời
sống.

vi) Ứng dụng mô hình để tính toán thủy lực và xác định khẩu diện cống
tháo lũ cho vùng TGLX.
05.

GIỚI HẠN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

i) Phạm vi nghiên cứu của luận án là các hệ thống sông, kênh và các khu
vực có lũ tràn qua đê bao, bờ bao của ĐBSCL.
ii) Giới hạn nghiên cứu của luận án là bài toán thủy lực một chiều trong
sông và một chiều hóa hai chiều trên đồng (1D2+).
iii) Vùng nghiên cứu điển hình được chọn để ứng dụng mô hình là khu
TGLX thuộc ĐBSCL.
06.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN

a) Ý nghĩa khoa học
Luận án đã phát triển cơ sở lý thuyết tính toán dòng chảy qua cống và
bờ bao vùng ngập lũ đảm bảo sự phù hợp với quy trình vận hành của hệ thống
các công trình kiểm soát lũ trong sông, kênh và trong từng ô bao, để từ đó đưa


-6-

tới phương trình tính toán khẩu diện cống, tràn phù hợp cho từng ô bao trong
cả hai trường hợp chảy ngập và chảy không ngập.
Xây dựng chương trình phần mềm tính toán thủy lực và xác định khẩu
độ cống tháo lũ dưới bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL (KOD.rep), bằng cách bổ
sung thêm một module tính toán xác định khẩu độ cống vào mô hình tính toán
thủy lực KOD-WQPS.

Luận án đã nghiên cứu sơ đồ tính toán dòng chảy mùa lũ qua các vùng
bao (vùng ngập sâu, vùng ngập vừa, vùng ngập nông), và căn cứ vào đặc thù
về quản lý vận hành, nhu cầu sử dụng nước lũ của từng vùng bao, luận án đã
đưa ra sơ đồ tính toán dòng chảy lũ phù hợp cho mỗi vùng.
b) Ý nghĩa thực tiễn
Việc xây dựng được phần mềm tính toán thủy lực và xác định khẩu
diện cống (KOD.rep) cho từng ô bao và cho toàn bộ hệ thống với quy trình
vận hành đặc biệt như ở vùng ĐBSCL đã làm phong phú hơn các công cụ tính
toán thủy lực vùng ngập lũ nói chung và ĐBSCL nói riêng. Kết quả nghiên
cứu là hết sức thiết thực phục vụ cho công tác nghiên cứu, quy hoạch, thiết kế
và quản lý khai thác các công trình thủy lợi, thể hiện ở các khía cạnh:
i)

Tính toán đảm bảo đủ khẩu diện cống, tràn cho ô bao chống lũ tháng 8
để sau khi gặt xong lúa Hè - Thu (thường là 25/8) sẽ tháo nước qua cống
vào vùng bao đê sao cho trước khi nước lũ tràn bờ bao mực nước hạ lưu
(ở ruộng) phải xấp xỉ bằng mực nước lũ bên ngoài để khi lũ tràn bờ với
chênh lệch mực nước nhỏ không có lưu tốc lớn trên mặt bờ gây xói lở
mặt và sạt lở công trình chủ yếu bằng đất, hơn nữa lại là đất có kết cấu
yếu của ĐBSCL.

ii) Dự báo được thời gian (t) từ lúc mở cống đến lúc tràn bờ, đây là số
liệu quan trọng trong việc dự báo lũ tràn nhằm giảm thiệt hại về lũ cho
những vùng bao cụ thể đảm bảo thu hoạch với sản lượng lớn cho vùng


-7-

ngập lũ. Trong trường hợp lũ nhỏ và trên trung bình với xác suất lớn do
biến đổi khí hậu và khai thác phía thượng lưu (thủy điện, chuyển nước,

mở rộng sản xuất) còn kịp khai thác vụ Thu-Đông, vụ sản xuất đang có
vai trò quan trọng trong sản xuất lúa vùng ngập lũ.
07.

CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung nghiên cứu của luận án được

trình bày trong 4 chương:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về lũ và dòng chảy qua cống và đê
bao vùng ngập lũ.
Chương 2: Nghiên cứu sơ đồ tính toán dòng chảy mùa lũ qua các vùng
bao, cơ sở lý luận tính toán xác định khẩu độ cống thích hợp vùng bao đê
ĐBSCL.
Chương 3: Bổ sung module tính toán thủy lực xác định khẩu động cống
thích hợp vùng ngập lũ ĐBSCL (KOD.rep).
Chương 4: Ứng dụng mô hình KOD.rep tính toán thủy lực và xác định
khẩu độ cống tháo lũ dưới bờ bao vùng TGLX.


-8-

Chương 1:
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ VÀ DÒNG CHẢY
QUA CỐNG VÀ BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ

1.1

TỔNG QUAN ĐÊ BAO, BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ

1.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của đê bao, bờ bao

Vùng ngập lũ ở ĐBSCL được phân làm 3 tiểu vùng, vai trò và nhiệm
vụ của từng tiểu vùng như sau:
Đối với vùng ngập sâu: khoảng 117.200 ha (bắc kênh Tân Thành-Lò
Gạch của vùng ĐTM và bắc kênh Vĩnh Tế của TGLX). Vùng này được phát
triển trong điều kiện gần với tự nhiên, chỉ kiểm soát lũ từng phần với mức lũ
tháng VIII bằng hệ thống bờ bao thấp để hạn chế nước lũ ít phù sa lại nhiều
độc tố tràn từ phía Campuchia.
Đối với vùng ngập lũ trung bình: khoảng 858.900 ha được giới hạn
bởi kênh Vĩnh Tế - kênh Tân Thành-Lò Gạch ở phía bắc, kênh Trà Cú
Thượng - kênh Dương Văn Dương - kênh Tư Mới - kênh Tháp Mười - kênh
Cái Cầu Thượng thuộc ĐTM, kênh Cái Sắn ở phía Đông Nam và kênh Rạch
Giá-Hà Tiên ở phía Tây Nam, thuộc TGLX. Vùng này được kiểm soát lũ theo
thời gian (hay còn gọi là kiểm soát lũ tháng VIII): Ngăn lũ đầu vụ để thu
hoạch Hè-Thu, tăng khả năng thoát lũ, giảm độ sâu bị ngập của lũ chính vụ,
ngăn lũ cuối vụ để xuống giống Đông-Xuân.
Đối với vùng ngập nông: khoảng 938.500 ha nằm ở phía Nam kênh
Cái Sắn, kênh Nguyễn Văn Tiếp... được kiểm soát lũ cả năm triệt để.


-9-

Cả đê bao và bờ bao đều có vai trò cực kỳ quan trọng đối với ĐBSCL.
Đê bao không cho phép nước tràn qua, thường được xây dựng với nhiệm vụ
bảo vệ khu dân cư, bảo vệ các vườn cây ăn trái.
Bờ bao, cho phép nước ngập tràn qua khi lũ chính vụ, chủ yếu là để
chống lũ đầu vụ (tháng VIII), đảm bảo thu hoạch vụ Hè-Thu. Bờ bao còn có
thêm nhiệm vụ là để ngăn nước khi bơm gạn nước trong các ô bao, giúp
xuống giống sớm vụ Đông-Xuân [7] [9] [10] [11].
1.1.2 Đề án quy hoạch đê bao, bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL

Hình 1-1. Bản đồ quy hoạch hệ thống đê bao kiểm soát lũ ĐBSCL [11]


- 10 -

Hình 1-2. Mực nước thiết kế bờ bao [11]
Quy hoạch đê bao, bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL [11] đã tạo cho vùng
ngập lũ thành 3 vùng (hình 1-5). Vùng không kiểm soát lũ ở phía bắc tuyến
kiểm soát lũ tràn biên giới, vùng kiểm soát lũ theo thời gian và vùng kiểm
soát lũ cả năm. Hệ thống đê bao, bờ bao là các công trình quan trọng của hệ
thống công trình kiểm soát lũ.
1.1.3 Hiện trạng đê bao, bờ bao, các cống dưới đê vùng ngập lũ

ĐBSCL
Theo dự án “Điều tra hiện trạng hệ thống bờ bao và các công trình dưới
bờ bao vùng ngập lũ ĐBSCL [37]”, tổng số ô bao trong vùng ngập lũ là 2.898
ô, trong đó số ô bao triệt để khoảng 900 ô bao và khoảng 2.000 ô bao 2 vụ.
Tổng diện tích được bảo vệ gần 720.000 ha. Tổng chiều dài đê bao, bờ bao
vùng ngập lũ trên 18.500 km.
Quy mô đê bao trong vùng ngập lũ phổ biến từ 200-500 ha (khoảng
bằng diện tích 1 ấp). Một số vùng có quy mô ô bao nhỏ, có những ô bao chỉ


- 11 -

khoảng 9-50 ha như trên địa bàn tỉnh Long An. Một số khu vực đê bao khá
lớn, trên 2.000 ha, thậm chí trên 3.000 ha tập trung chủ yếu trên địa bàn tỉnh
An Giang. Bề rộng mặt đê bao thông thường từ 2-5m, những tuyến đê bao kết
hợp giao thông thì tùy thuộc vào cấp đường giao thông. Đối với đê bao kết
hợp với giao thông nông thôn có bề rộng từ 4-8m. Hệ số mái của đê bao thông

thường từ: m=1 đến 2. Cao trình đê bao từ +1,5m đến +6,0m, tùy thuộc vào
cao độ mực nước lũ năm 2000. Hiện nay, một số đê bao được chuyển đổi
sang bao triệt để nhưng cao trình đê bao vẫn chưa đảm bảo để kiểm soát lũ.
Về khả năng phục vụ: Từ sau lũ năm 2001 đến trước khi có lũ năm
2011, nhìn chung khả năng phục vụ của đê bao bờ bao là khá tốt do chỉ phải
kiểm soát lũ những năm lũ nhỏ. Tuy nhiên trong lũ năm 2011 vừa qua là năm
có cường độ lũ, đỉnh lũ tương đối lớn, do việc phát triển đê bao khá phức tạp
nên chế độ thủy lực vùng ngập lũ đã thay đổi nhiều gây khó khăn cho công
tác phòng chống lũ trong vùng. Các công trình cống trong vùng ngập lũ đã
được đầu tư xây dựng đảm bảo nhiệm vụ lấy nước tưới, ngăn lũ, ngăn mặn,
kết hợp giao thông…. Các cống vùng ngập lũ được chia thành hai loại hình
(cống hở và cống ngầm). Cống ngầm có quy mô đường kính: Ø60 cm, Ø80
cm, Ø100 cm và cống hở có khẩu độ từ 2-10 m. Cơ bản các cống này đã đảm
nhận được năng lực thiết kế về: khả năng tiêu thoát nước và ngăn mặn. Tuy
nhiên các cống hở có khẩu độ nhỏ hơn 3 m gây khó khăn cho việc vận chuyển
bằng đường thủy.
Các công trình cống trong vùng ngập lũ hiện nay xây dựng chưa được
đồng bộ. Một số cống hiện tại có khẩu độ quá nhỏ, một số bị xuống cấp nên
khả năng tiêu thoát, cấp nước khó khăn, dẫn đến thiếu nước sản xuất vào mùa
khô. Một số cống không tiêu thoát kịp, hoặc không tiêu thoát được do luôn
đóng để ngăn mặn nên làm cho môi trường nước bị ô nhiễm ảnh hưởng đến
sản xuất của một bộ phận dân sinh sống gần đó.


- 12 -

Hình 1-3. Hiện trạng đê bao, bờ bao vùng ngập lũ năm 2011 [37]

Cống dưới đê bao (An Phú – An
Giang)

Bờ bao (Tri Tôn – An Giang)

Hình 1-4. Hình ảnh bờ bao và cống dưới đê vùng ngập lũ ĐBSCL


- 13 -

Bảng 1-1: Tổng hợp hiện trạng đê bao, cống 4 tỉnh vùng ngập lũ ĐBSCL

TT
1

Tỉnh

Long An
Đồng
2
Tháp
3
An Giang
Kiên
4
Giang
Tổng cộng

Đê bao
(km)
3.296

Số ô
bao
671

Diện
tích
(ha)
86.009

Số lượng cống
(cái)
Công
Cống
ngầm
hở
177
22

Tổng
199

7.431

1.174 233.082

1.402

371

1.773

3.700

617 254.511

1.492

349

1.841

4.134

436 146.307

27

55

82

18.561

2.898 719.909

3.098

797

3.895

Một vấn đề đáng quan tâm là sau mỗi mùa mưa lũ, với chiều dài đê
bao, bờ bao rất lớn (khoảng 18.500 km), không ít đoạn bị sạt lở, vỡ đê gây
thiệt hại lớn về người và tài sản, đặc biệt là những năm lũ lớn. Thiệt hại về
thủy lợi sau lũ năm 2011 không nhỏ, theo thống kê (nguồn từ các chi cục
Thủy lợi các tỉnh) tại An Giang 10 điểm vỡ đê với tổng chiều dài 254m, mỗi
điểm vỡ dài từ 10–50m, nhiều tuyến khác bị nước tràn qua. Đồng Tháp bị vỡ
2 tuyến đê bao bảo vệ lúa vụ 3, nhiều đoạn đê bị sạt lở mái, nước rò rỉ qua
thân đê, cống v.v….. Một số tỉnh khác như Cần Thơ, Long An, Vĩnh Long
cũng bị thiệt hại đáng kể, tổng thiệt hại lên đến hàng trăm tỷ đồng.
1.1.4 Những thành tựu, tồn tại và nguyên nhân của hệ thống đê bao, bờ
bao kiểm soát lũ hiện nay ở ĐBSCL
a) Những thành tựu
Ở vùng ngập sâu, ngập vừa hàng năm hệ thống bờ bao đã làm tốt việc
bảo vệ lúa Hè-Thu, góp phần quan trọng trong việc bơm vợi để xuống giống
vụ Đông-Xuân kịp thời vụ.


- 14 -

Ở vùng ngập nông hệ thống đê bao, bờ bao đảm nhiệm việc ngăn lũ
triệt để, chủ động điều tiết nguồn nước để chủ động canh tác quanh năm, phát
triển vườn cây ăn trái trên diện rộng. Và cũng nhờ kiểm soát lũ được cả năm
nên cuộc sông ổn định hơn, điều kiện ăn ở, đi lại, vệ sinh môi trường tốt hơn.
Hệ thống đê kiểm soát lũ tràn biên giới vào vùng TGLX có tác dụng tốt
trong việc chậm lũ, hạ thấp mức nước lũ chính vụ, giảm thời gian ngập lũ.
Cũng có thể nói nhờ có hệ thống này mà ở vùng TGLX biến những năm lũ
lớn thành lũ trung bình, lũ trung bình thành lũ nhỏ. Bằng việc vận hành các
cống Trà Sư, Tha La hoàn toàn có thể chủ động trong sản xuất, đồng thời chủ
động dẫn nước từ sông Hậu làm tăng cường khả năng lấy phù sa từ sông Hậu

cho vùng TGLX.
Cùng với hệ thống đê cống ngăn mặn, thoát lũ ven biển Tây ở vùng
TGLX, đã tạo ra một vùng được ngọt hóa hơn 100.000ha, tạo điều kiện cho
sản xuất nông nghiệp phát triển và cấp nước sinh hoạt cho dân [7] [10] [11].
Trên cơ sở mạng lưới đê bao phát triển, nhiều cơ sở hạ tầng được đầu
tư xây dựng như: hệ thống giao thông nông thôn, các cụm tuyến dân cư, tạo
điều kiện thuận lợi cho việc giao lưu đi lại của nhân dân trong mùa mưa lũ.
Hệ thống đê kiểm soát lũ đô thị là khá hiệu quả, ở những đô thị được
bao đê bảo vệ thì đã tạo được cuộc sống an toàn và ổn định cho nhân dân.
Việc đắp đê bao, bờ bao ban đầu là tự phát của nông dân nhưng về sau
đã được sự chỉ đạo của ngành Thủy lợi và các cấp chính quyền, đặc biệt là từ
khi có quy hoạch lũ ĐBSCL nên nhìn chung hệ thống đê bao, bờ bao kiểm
soát lũ đã xây dựng tuân thủ các ý đồ chiến lược, mục tiêu nhiệm vụ mà quy
hoạch lũ đã đề ra và vì vậy gây ra rất ít các tác động xấu về dòng chảy, môi
trường cũng như các tác động xấu về kinh tế xã hội [40] [41].
Chính vì vậy, cùng với việc khơi thông mạng lưới kênh rạch, dẫn thủy
nhập điền, hệ thống đê bao, bờ bao kiểm soát lũ trong những năm qua đã góp


- 15 -

phần tích cực trong việc chuyển một vùng rộng lớn trên một triệu ha canh tác
từ một vụ lúa nổi, lúa mùa địa phương năng suất thấp sang canh tác 2-3vụ lúa
năng suất cao, đưa sản lượng lúa vùng ngập lũ ĐBSCL từ 2,4 triệu tấn năm
1976 lên 12,6 triệu tấn năm 2003, năm 2010 ước đạt trên 21 triệu tấn, trong
vòng 20 năm trở lại đây, cứ trung bình 5 năm ĐBSCL lại tăng thêm 2,5 triệu
tấn lương thực hay trung bình mỗi năm tăng 500 ngàn tấn, tạo điều kiện phát
triển vườn cây ăn trái, hoa màu, phát triển nuôi trồng thủy hải sản (tổng sản
lượng hải sản năm 2008 đạt trên 2 triệu tấn, riêng sản lượng nuôi trồng đạt
trên 1,42 triệu tấn [13]). Đời sống vật chất, tinh thần của người dân vùng lũ đã

và đang được cải thiện nhiều.
b) Những tồn tại và nguyên nhân
Do việc đắp đê bao, bờ bao kiểm soát lũ nên dòng chảy tràn đồng sẽ
không còn tự nhiên như trước, đã làm hạn chế lượng nước lũ vào đồng ruộng,
đặc biệt là những nơi kiểm soát lũ cả năm. Vì vậy làm giảm lượng phù sa bồi
đắp cho đồng ruộng, dẫn đến dinh dưỡng bồi hàng năm sẽ bị giảm, làm giảm
khả năng rửa trôi các độc tố, khả năng lợi dụng dòng chảy lũ để vệ sinh đồng
ruộng, gia tăng khả năng bị ô nhiễm.
Do tự phát, mang nặng giải pháp tình
thế, thể hiện rất rõ tính cục bộ của từng địa
phương, nên hệ thống đê bao của tỉnh này
lại ảnh hưởng bất lợi cho tỉnh khác và nhiều
vùng, đã làm cản trở khả năng thoát lũ, làm
cho mực nước ngập năm sau có xu hướng
cao hơn năm trước và thời gian ngập kéo dài [10] [13].


- 16 -

Gia cố đê bao chống nước tràn trong mùa lũ 2011
(Đồng Tháp)

Hình ảnh sạt lở bờ bao sau mùa mưa lũ
(An Phú - An Giang 02/2012)

Hình 1-5. Hình ảnh gia cố bờ bao trong lũ và sạt lở bờ bao sau lũ
Hiện nay nhiều nơi ở trong vùng kiểm soát lũ theo thời gian nhưng
nhân dân và các địa phương lại bao đê kiểm soát lũ cả năm như khu vực kênh
Năm Xã, Châu Thành, Thoại Sơn, An Phú (An Giang), Tân Thạnh (Long
An), Tháp Mười (Đồng Tháp). Điều này ít nhiều không thể tránh khỏi ảnh

hưởng cản trở dòng chảy lũ. Cũng rất có thể ở một số nơi đã làm tăng xói lở
bờ sông, kênh [38].

Các ô bao bị vỡ đê bảo vệ (An Giang – lũ 2011)

Các ô bao bị vỡ đê bảo vệ (Đồng Tháp – lũ 2011)

Hình 1-6. Các ô bao bị vỡ đê bao bảo vệ (do lũ năm 2011)


- 17 -

Do hệ thống bờ bao kiểm soát lũ đã có chất lượng còn thấp, còn mang
tính chất tạm thời, chưa đạt các yêu cầu kỹ thuật, thiếu cống bọng, nên mức
độ chủ động trong kiểm soát lũ, tưới tiêu, lấy phù sa, vệ sinh đồng ruộng chưa
cao, khối lượng và kinh phí bồi trúc tu bổ bờ bao kiểm soát lũ sau mỗi mùa
mưa lũ là rất lớn và tốn kém, đặc biệt là ở các vùng kiểm soát lũ theo thời
gian. Tại ĐTM, ở vùng kiểm soát lũ theo thời gian hàng năm có khoảng 1/4
khối lượng bờ bao bị sạt lở hư hại yếu là do sóng đánh và tràn bờ phải tu bổ
[7] (đã có công trình nghiên cứu và sản xuất thử của GS Trần Như Hối và TS
Nguyễn Hồng Bỉnh gia cố bờ bao chống sạt lở sau từng vụ lũ).
Về mặt kỹ thuật, hệ thống bờ bao hiện nay còn mang nặng giải pháp
tình thế, phòng tránh tự phát, được xây dựng chủ yếu bằng kinh phí địa
phương, chưa có cơ sở khoa học thể hiện ở một số yếu tố sau: Tùy theo mực
nước lũ hàng năm mà chọn cao trình. Tùy ý lựa chọn tuyến, vị trí, quy mô đê,
bờ bao, tất cả đều xuất phát từ kinh nghiệm và nhu cầu tại chỗ; Thi công bằng
tất cả các loại vật liệu tại chỗ và các công nghệ hiện có, thủ công hoặc cơ
giới; Cũng do việc lựa chọn tuyến, vị trí, quy mô, cao trình đê, bờ bao đều
xuất phát từ kinh nghiệm và nhu cầu tại chỗ, thi công bằng tất cả vật liệu tại
chỗ, miễn là lấp được đầy và nâng được cao, lại không đủ hoặc không có

cống bọng dưới bờ bao nên bờ bao hư hỏng lớn sau mỗi mùa lũ.
Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sạt lở bờ bao là do không
cho nước vào ô bao (để bảo vệ diện tích lúa Đông–Xuân chờ thu hoạch (2 vụ)
hoặc lúa Thu-Đông mới gieo sạ - vụ 3), hoặc do tháo nước không kịp (khẩu
độ cống tháo không đảm bảo). Điều này dẫn đến áp lực nước trong và ngoài ô
bao quá lớn, kết hợp với nước ngoài đê tràn bờ làm lún sụt, sạt mái và nhanh
chóng làm vỡ đê. Kết quả là cánh đồng với diện tích hàng ngàn ha lúa ngập
chìm trong biển nước chỉ trong vài giờ.


- 18 -

Vì vậy, để giảm thiểu thiệt hại do nguyên nhân trên mà vẫn đảm bảo
thời gian để kịp thu hoạch vù Hè-Thu (25/8 – chẳng hạn), cần phải tính toán
cao trình đỉnh bờ bao đảm bảo chưa bị ngập khi lũ về và ngày lúa chưa thu
hoạch xong. Đồng thời phải tính toán khẩu độ cống dưới đê sao cho ngay sau
khi thu hoạch lúa, tháo nước nhanh vào đồng để mực nước trong đồng (trong
ô bao) dâng lên nhanh, đến thời điểm bắt đầu tràn bờ thì mực nước trong và
ngoài ô bao xấp xỉ nhau, nhằm giảm thiệt hại xói lở mặt bờ bao, giảm chênh
lệch áp lực gây trượt mau chóng ổn định mái bờ (sau này gọi lại tiêu chí “mực
nước xấp xỉ”).
Về lĩnh vực nghiên cứu này ở vùng lũ hết sức đặc thù như ĐBSCL theo
sự hiểu biết của tác giả cũng như của Thầy hướng dẫn khoa học chưa có
nghiên cứu nào đề cập. Đây là hướng nghiên cứu chính mà đề tài hướng đến
và xuyên suốt toàn bộ nội dung luận án.

1.2

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ LŨ VÀ DÒNG CHẢY QUA
CỐNG VÀ BỜ BAO VÙNG NGẬP LŨ

1.2.1 Tổng quan các nghiên cứu về kiểm soát lũ trong và ngoài nước
Lũ đồng bằng đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới, chủ yếu giải
quyết các vấn đề về diễn biến, tiêu thoát, dự báo và phương án phòng chống.
Các nghiên cứu điển đỉnh về lũ ở các châu thổ lớn, như: Châu thổ sông Rhine
của Hà Lan, châu thổ các sông Ganges, Brahmaputra và Meghna ở
Bangladesh.
Đê bao kiểm soát lũ của châu thổ sông Rhine – Hà Lan kiểm soát lũ
mức rất cao mức 1/10.000-1/4.000 năm ở ven biển và 1/2.000-1/1.250 năm ở
phía giáp biên giới Đức và Bỉ. Việc bao đê trong hàng chục năm qua gây sụt
lún đất rất nhanh.