Quá trình hình thành và diễn biến dòng sông

N

SW

.C

O

M

.V
N

CHƯƠNG 5
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH
VÀ DIỄN BIỄN DÒNG SÔNG


TểM TT NI DUNG
Khái niệm, Nguyên nhân gây nên diễn biến



Các hình thức diễn biến của dòng sông



Cỏc nhõn t nh hng n DBDS

Sự hình thành và đặc điểm chung của dòng sông



S din bin ca mt s on sụng B



Các đặc trng hình thái sông ngòi



H phng trỡnh c bn trong tớnh toỏn din bin
dũng sụng

N

SW

.C

O

M

.V
N

.V
N
M
.C

O
N

SW

Fly River, Papua New Guinea.

Jamuna
(Brahmaputra)
River, Bangladesh.
Image courtesy J.
Imran.


.V
N
M

N

SW

.C

O

Genessee River, New York, USA.

Rakaia River, New Zealand

Hii River, Japan.
Image courtesy H. Takebayashi


5.1 KHÁI NIỆM CHUNG
Mục đích
{ Xem xét sự hình thành và thay đổi của dòng sông

„

Quan hệ: dòng nước và lòng sông

{

M

N

{

SW

.C

{

=> Xác định các hình thức diễn biến dòng sông
=> cơ cở cho việc nghiên cứu các biện pháp chỉnh
trị sông
=> các biện pháp lợi dụng, giảm thiểu tác hại
Phạm vi nghiên cứu diễn biến lòng sông:
Rộng: quá trình hình thành và phát triển lòng sông
Hẹp: Những biến đổi cận đại và bản thân lòng
dẫn

O

{

.V
N

„


N

SW

.C

O

M

.V
N

5.2 NGUYÊN NHÂN GÂY NÊN DBDS


5.2 NGUYấN NHN C BN
Nguyờn nhõn: Nguyên nhân cơ bản gây nên diễn biến lòng sông chính là sự mất cân bằng trong
1
vận chuyển bùn cát.
G1

G2

M

G1 G2 > 0 Bi

.V
N

2

.C

O

G1 G2 < 0 Xói

1
2

N

SW

Trong bất kì một đoạn sông no hoặc trong bất kì một khu vực cục bộ no đó của một đoạn sông,
dới một điều kiện thủy lực nhất định, dòng chảy chỉ có khả năng mang một lợng bùn cát nhất định
gọi l sức tải cát của nó.
Nếu S = ST, lòng dẫn sẽ ở trạng thái ổn định tơng đối, không bị bồi hoặc xói;
Nếu S > ST, lòng dẫn sẽ bị bồi
Nếu S < ST và lòng dẫn không phải là đá gốc (hoặc cha bị hoá thô) thì lòng dẫn sẽ bị xói.


5.2 NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN

.V
N

Diễn biến lòng sông là quá trình vận động tự điều chỉnh để
cố đạt tới trạng thái cân bằng giữa ba yếu tố: dòng nước,
bùn cát và lòng sông.

O

M

Nắm được các qui luật chuyển động của dòng nước và của
bùn cát thì sẽ khái quát được qui luật diễn biến của lòng

sông

N

SW

.C

A gravel-bed reach of the Las Vegas Wash, USA,
where the river is degrading into its own deposits.


5.3 CÁC LOẠI DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG

SW

.C

O

M

.V
N

Các loại diễn biến lòng sông (biến hình lòng sông)
{ Xét về mặt không gian: diễn biến lòng sông theo
hướng dọc, diễn biến lòng sông theo hướng
ngang.
{ Xét về mặt thời gian: diễn biến lòng sông hàng

năm và diễn biến lòng sông nhiều năm.

N

„


5.3 CÁC LOẠI DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG

„
„
„

SW

„

.C

O

„

Gây ra bởi chuyển cát không cân bằng theo hướng dọc,
Các yếu tố thủy lực và lòng sông luôn thay đổi theo không
gian và thời gian:
địa hình, địa chất lòng sông
bùn cát trong sông
cao trình trên sông
Sự xây dựng các công trình

trên sông như:
đập, cầu, cống,
các công trình trị sông...

M

„

.V
N

Diễn biến lòng sông theo hướng dọc
„
sự thay đổi cao trình lòng sông trên mặc cắt dọc
„
thay đổi diện tích mặt cắt ngang

N

{


5.3 CÁC LOẠI DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG

M

.V
N

Diễn biến lòng sông theo hướng ngang

„
Diễn biến lòng sông theo hướng ngang biểu hiện ở sự di động
qua lại và sự thay đổi hình thái của lòng sông trên mặt bằng.
„
biến hình theo phương thẳng góc với hướng dòng chảy
Gây ra bởi chuyển cát không cân bằng theo hướng ngang,
chủ yếu do dòng chảy vòng
=> đường bờ sông luôn dịch chuyển qua lại
„
Tính chất:
{ Nhanh
{ Ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động kinh tế
{ Ảnh hưởng công trình trên sông và ven bờ
=> Trong chỉnh trị sông cần phân tích kỹ và đánh giá đúng biến
hình nào là chính và biến hình nào là phụ.

SW

.C

O

„

N

{


5.3 CC LOI DIN BIN LềNG SễNG

Xột v mt thi gian:

+ Diễn biến lòng sông hng năm

SW

+ Diễn biến lòng sông nhiều năm

.C

O

M

.V
N

Diễn biến lòng sông hàng năm là những biến dạng lòng sông sinh ra một cách định kì chủ yếu do
ảnh hởng của sự thay đổi mực nớc và lu lợng nớc trong các thời kì khác nhau trong năm
và phù hợp với sự thay đổi của mực nớc và lu lợng nớc trong chu kì năm. Diễn biến lòng sông
hàng năm thờng đợc đặc trng bởi sự luân phiên theo thời gian của xói mòn và bồi tụ trên một
đoạn sông nào đấy.

N

Diễn biến lòng sông nhiều năm là những biến dạng lòng sông xảy ra thờng xuyên, trong một thời kì
dài theo một hớng nào đấy.
Nguyên nhân:
- Sự nâng lên hạ xuống của những khu vực đất liền riêng biệt,
- Sự thay đổi cao trình mực nớc biển hoặc hồ chứa nơi sông đổ vào do sự thay đổi trữ lợng nớc

nhiều năm.
- Sự tác động một chiều của dòng nớc lên lòng sông một cách có hệ thống trong một thời kì dài.


5.4 CC NHN T NH HNG

.V
N

1. Tác dụng xâm thực của dòng chảy là yếu tố động lực, luôn có vai trò chủ đạo đối với quá trình
hình thành và diễn biến lòng sông.
2. Các vận động kiến tạo và các quá trình phong hoá, băng hà thuộc loại nhân tố ảnh hởng lâu
dài và chủ yếu có ý nghĩa trong giai đoạn hình thành sông.

M

3. Khí hậu quyết định lợng nớc và sự phân bố nớc theo diện tích trên lu vực, do đó ảnh hởng
đến lợng và phân phối của dòng chảy trong sông.

.C

O

4. Địa hình ảnh hởng đến sự hình thành đờng chảy, tốc độ chảy, năng lợng của dòng chảy và
do đó ảnh hởng đến diễn biến lòng sông.

N

SW

5. Cấu tạo địa chất và đất liên quan trực tiếp đến hình dạng lòng sông, lợng và thành phần bùn
cát đợc sông mang theo.
6. Lớp phủ thực vật cản trở quá trình hình thành dòng chảy mặt, làm tăng mức độ liên kết của đất
đá bằng hệ thống rễ, giảm lợng xói mòn từ bề mặt lu vực, ảnh hởng tới lợng bùn cát trong
sông và diễn biến lòng sông.
7. Các hoạt động kinh tế của con ngời trên bề mặt lu vực nh trồng rừng, chặt phá rừng, canh
tác đất... làm thay đổi các điều kiện mặt đệm lu vực và do đó, ảnh hởng đến diễn biến lòng
sông. Các công trình thủy lợi và giao thông trên sông làm thay đổi kết cấu dòng nớc và hình
dạng lòng sông nên ảnh hởng mạnh đến diễn biến lòng sông.


N

SW

.C

O

M

.V
N

5.4 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG


N

SW

.C

O

M

.V
N

5.5 SỰ HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC ĐIỂM
CHUNG CỦA DÒNG SÔNG


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG

N

SW

.C

O

M

.V
N

I. Sụng min nỳi
1. Đặc điểm hình thnh
Loại sông miền núi thờng đợc hình thành chủ yếu do tác dụng xâm thực
của dòng nớc trên địa hình nguyên thủy. Biểu hiện trên cả hai mặt:
Tác dụng xâm thực cơ học: Biểu hiện ở quá trình dòng nớc bào mòn nham
thạch để tạo thành lòng sông. Tác dụng này phụ thuộc vào các yếu tố:
cờng độ dòng chảy,
cấu tạo địa chất lu vực
đặc điểm địa hình.
Tác dụng xâm thực hóa học: Biểu hiện ở sự hoà tan trong nớc các chất dễ
hoà tan trong đất đá mà dòng tiếp xúc khi chảy qua. Tác dụng này phụ
thuộc vào tính chất hoá học của dòng nớc và nham thạch.


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
I. Sụng min nỳi

.C

O

M

Mặt cắt ngang:
Mặt cắt ngang của các sông miền núi thờng có hai
dạng: chữ V hoặc chữ U
Bờ sông thờng dốc đứng, giữa bờ và đáy sông thờng
không có giới hạn phân biệt. Chiều rộng sông nhỏ
và ít thay đổi theo mực nớc, chênh lệch chiều rộng

sông giữa mùa lũ và mùa kiệt không lớn.

.V
N

2. Đặc điểm hình thái lòng sông

N

SW

Tỉ số giữa chiều rộng sông và chiều sâu dòng nớc
(B/h) thờng nhỏ hơn 100,


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
(2) Mặt cắt dọc

M

.V
N

Hình thái trên mặt bằng của lòng sông miền núi rất phức tạp, nơi thì cong queo, khúc khuỷu,
nơi thì thu hẹp, nơi thì mở rộng và hầu nh không có qui luật nào cả. Dòng sông nói chung
chảy theo địa hình của thung lũng.

N

SW

.C

O

Độ dốc trung bình của lòng sông thờng lớn. Trên lòng sông, các vực sâu thờng xen kẽ với
các ghềnh, bãi, tạo nên trong lòng sông những bậc thang có độ chênh lệch nớc lớn - nguồn
gốc của những thác nớc, dốc nớc. Mặt cắt dọc sông nói chung thờng có dạng bậc thang.
Đáy sông đều đợc cấu tạo bởi nham thạch bền vững đối với xói mòn nên tác dụng xâm thực
của dòng nớc rất chậm và lòng sông nói chung tơng đối ổn định.


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
I. Sụng min nỳi

N

SW

.C

O

M

.V
N

3. Đặc điểm thủy văn, thủy lực, bùn cát
Do độ dốc lòng sông rất lớn nên hệ số dòng chảy lũ rất lớn, thờng đạt 0.7 ữ 0.8,
thời gian tập trung nớc ngắn, cờng độ ma lại lớn nên nớc lũ lên xuống đột
ngột, lu lợng thay đổi rất lớn.
Tỉ số giữa lu lợng lớn nhất và lu lợng nhỏ nhất trong năm có thể đạt tới hàng
nghìn lần.
Thời gian mùa lũ của các sông miền núi thờng không dài, ngợc lại thời gian mùa
kiệt lại rất dài. Về mùa kiệt, lòng sông bị thu nhỏ lại và nhiều khi không có nớc.
Độ dốc mặt nớc rất lớn, thay đổi trong phạm vi rộng (từ vài phần nghìn tới vài
phần trăm) và thay đổi rất nhiều dọc theo sông.
Tốc độ dòng trong các sông miền núi rất lớn, có đoạn tốc độ dòng có thể đạt tới 9
ữ 10 m/s. Dạng nớc chảy rất phức tạp gồm đủ loại: nớc chảy, nớc đổ, xoáy,
cuộn...
Lợng ngậm cát cũng nh độ thô của các hạt bùn cát trong dòng chảy của các
sông miền núi thờng lớn và thay đổi theo từng vùng.


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
II. Sụng ng bng
1. Đặc điểm hình thnh

N

SW

.C

O

M

.V
N

Khác với sông miền núi, trong quá trình hình thành sông đồng bằng, tác dụng trầm tích đóng vai trò
quan trọng.
Quá trình hình thành lũng sông có thể xảy ra theo một trong hai khả năng sau đây:
a) Do tác dụng của dòng nớc một thung lũng sông rất sâu, rộng đợc tạo ra trong tầng đá tơng đối
mềm rời. Sau đó, tác dụng trầm tích của dòng nớc sẽ tiến hành trên thung lũng sông vừa mới hình
thành và dần dần phát triển thành tầng trầm tích rất dày, dòng sông sẽ chảy qua trên tầng đất bồi
đó.
b) Bùn cát do dòng nớc mang về bồi lắng thành các bãi ở vùng cửa sông (còn gọi là các nón phóng
vật). Các bãi đó phát triển thành các tam giác châu. Tam giác châu luôn đợc kéo dài và mở rộng
ra. Trong quá trình phát triển, các tam giác châu có thể nối liền lại với nhau hình thành nên một
vùng đồng bằng đất bồi rộng lớn.
Quá trình hình thành vùng đồng bằng đất bồi có thể giải thích nh sau:
Sau khi dòng nớc chảy ra khỏi lũng sông, do mặt cắt mở rộng, độ dốc giảm đi rất nhiều, tốc độ dòng
giảm mạnh và bùn cát sẽ bị bồi lại ở cửa lũng. Vùng bồi lắng sẽ phát triển dần cả về hai phía
thợng và hạ lu. Nhng do độ dốc thợng lu lớn nên vùng đất bồi phát triển về thợng lu rất
chậm, còn phát triển về hạ lu thì tơng đối nhanh. Kết quả là làm cho lòng sông hạ lu dần dần
đợc nâng lên, sông dần dần kéo dài ra biển.


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
II. Sụng ng bng

N

SW

.C

O

M

.V
N

2. Đặc điểm hình thái lòng sông
(1) Mặt cắt ngang:
Bờ sụng rất thoải, giữa mái dốc bờ và đáy thung lũng có đờng
phân biệt rõ rệt; riêng đối với những sông đồng bằng chảy qua
vùng đất bồi rộng lớn thì ranh giới ấy rất khó phân biệt.
Dạng mặt cắt ngang thay đổi theo vị trí địa lí và thành phần cấu tạo của tầng đất bồi, có thể là dạng
parabol, dạng tam giác không đối xứng, dạng chữ W,...

Lòng sông nói chung rộng và nông. Chiều rộng sông có thể lớn hơn chiều sâu tới hơn 500 lần.
(2) Mặt cắt dọc
Hình dạng trên mặt bằng của sông có thể chia thành 4 loại chính: thẳng, uốn khúc, hỗn loạn và phân
dòng. Mỗi loại đều có những đặc điểm diễn biến riêng
Một trong những đặc điểm rõ rệt của sông đồng bằng
là có bãi sông rộng, bị ngập nớc trong mùa lũ và lộ ra
khỏi mặt nớc trong mùa nớc kiệt và nớc trung bình
Trên bãi sông thờng có những dải cát dài song song
hoặc chéo với hớng nớc chảy. Chúng đợc gọi là địa
Đoạn sông đồng bằng
hình bờm ngựa.
1. Bi bên; 2. Ghềnh cạn; 3. Bi giữa; 4. Doi cát; 5. Lạch sâu
Địa hình bờm ngựa


5.5 S HèNH THNH V C IM
CHUNG CA DềNG SễNG
II. Sụng ng bng
3. Đặc điểm thủy văn, thủy lực, bùn cát

M

.V
N

Đặc điểm thủy văn của sông đồng bằng rất khác với sông miền núi. Lu vực sông đồng bằng
tơng đối bằng phẳng, đất mềm rời nên sông đồng bằng có hệ số dòng chảy nhỏ, thời
gian tập trung nớc dài, nói chung không có hiện tợng lũ lên xuống đột ngột.

.C

O

Sự thay đổi lu lợng trong năm không lớn, lu lợng lớn nhất trong năm thờng chỉ lớn gấp
vài trăm lần lu lợng nhỏ nhất trong năm.

SW

Do độ dốc lòng sông nhỏ nên độ dốc mặt nớc thờng nhỏ, chỉ từ phần nghìn đến vài phần
vạn.

N

Tốc độ dòng nớc cũng nhỏ, nói chung không vợt quá 2 ữ 3 m/s.
Lợng ngậm cát trong sông đồng bằng thờng nhỏ cả về số lợng lẫn độ lớn của hạt. Tổng
lợng bùn cát vận chuyển trong mùa lũ có thể chiếm tới hơn 80% tổng lợng bùn cát cả
năm. Sự biến đổi lợng ngậm cát theo dọc sông khá phức tạp, nhất là những sông có
nhiều phân lu, nhập lu nhng nói chung đều giảm dần dọc theo sông. Tỉ lệ giữa bùn
cát đáy so với toàn bộ bùn cát cũng thay đổi phức tạp.