Nghiên cứu nguyên nhân mất ổn định bờ sông, tương ứng đoạn từ k21+600 đến k26+500 đê hữu hồng, huyện ba vì, hà nội và đề xuất giải pháp gia cố

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Việt Hà

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG
TƯƠNG ỨNG ĐOẠN TỪ K21+600 ĐẾN K26+500 ĐÊ HỮU HỒNG
HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Việt Hà

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG
TƯƠNG ỨNG ĐOẠN TỪ K21+600 ĐẾN K26+500 ĐÊ HỮU HỒNG
HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CỐ

Chuyên ngành: Địa chất môi trường
Mã số: 8440201.3

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Dương Thị Toan

Hà Nội - 2019


LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến mẹ và vợ tôi, hai người đã luôn bên tôi động
viên và cổ vũ tinh thần cho tôi hoàn thành luận văn này.
Một người tôi vô cùng biết ơn nữa là TS. Dương Thị Toan, người đã giao đề tài, tận
tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn sự hỗ trợ từ đề tài “Nghiên cứu cơ chế quá trình phá hủy bờ sông
Hồng khu vực Hà Nội do chế độ thủy động lực của sông trong mùa mưa phục vụ
việc bảo vệ và phát triển bền vững vùng ven sông” mã số 105.08-2015.24 – Quỹ
Nafosted, Bộ Khoa học và Công nghệ.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, khoa
Địa chất, trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐH Quốc Gia Hà Nội, đã tạo điều kiện
cho tôi được sử dụng phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật và nhiệt tình hướng dẫn trong
suốt quá trình làm luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ, nhân viên Hạt Quản lý Đê điều Ba Vì, Hạt
Quản lý Đê điều Sơn Tây, Trạm Thủy văn Sơn Tây và Công ty cổ phần Tập đoàn
Xây dựng và Du lịch Bình Minh (đơn vị thi công) đã hỗ trợ và cung cấp số liệu cho
tôi thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi muốn nói lời cảm ơn tới những người thân, các bạn bè và đồng
nghiệp trong phòng Địa chất, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Điện 1 đã luôn động
viên, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2019
Học viên

Nguyễn Việt Hà


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 5
1.1. Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông ................................... 5
1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu .................................................................. 15
CHƯƠNG 2. CỞ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 25
2.1. Cơ sở tài liệu .................................................................................................. 25
2.2. Phương pháp khảo sát, đo vẽ ngoài hiện trường .............................................. 25
2.3. Phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất ................................................. 31
2.4. Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm và mô hình số .......................... 36
CHƯƠNG 3. HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ MẤT ỔN ĐỊNH
BỜ SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................. 38
3.1. Hiện trạng sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu................................................. 38
3.2. Đặc điểm điều kiện cấu trúc bờ sông và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông................ 47
3.3. Nguyên nhân kích hoạt và các cơ chế gây mất ổn định bờ sông ...................... 67
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG .................................. 77
4.1. Tổng quan giải pháp công trình bảo vệ bờ sông .............................................. 77
4.2. Đề xuất giải pháp ............................................................................................ 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 105


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết và lý do lựa chọn đề tài
Sạt lở bờ sông là một trong những loại hình tai biến địa chất đang diễn ra hàng
ngày dọc các lưu vực sông, cuốn trôi nhà cửa và đất đai. Sạt lở bờ sông không những
ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân sinh sống ven bờ sông mà còn đe dọa đến

vấn đề an toàn đê điều và hàng năm làm tiêu tốn ngân sách nhà nước.
Những năm gần đây, ngoài các yếu tố thay đổi về khí hậu do hiện tượng thời
tiết cực đoan, các công trình thủy lợi, thủy điện xây dựng ở thượng lưu sông Đà, sông
Lô đã làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên của sông, giảm lượng phù sa đưa về hạ
lưu, gây mất cân bằng bồi tích; Việc khai thác cát vượt mức cho phép làm thay đổi
lòng dẫn; Các công trình chỉnh trị không có quy hoạch tổng thể dẫn đến thiếu hiệu
quả và lãng phí đầu tư; Các công trình xây dựng dân dụng tự phát mọc lên không có
quy hoạch và lấn chiếm hành lang thoát lũ đã dẫn đến tình trạng sạt lở bờ sông Hồng
trở nên phức tạp.
Đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông Hồng, đoạn từ
K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, huyện Ba Vì, Hà Nội và đề xuất giải pháp gia
cố” đã lựa chọn đoạn bờ sông nằm ngay hạ du của hợp lưu ba con sông: sông Thao,
sông Đà và sông Lô, đây là nơi có chế độ thủy văn phức tạp, có ảnh hưởng của các
hoạt động địa chất động lực mạnh, các công trình xây dựng ven bờ phát triển mạnh
và đang lấn chiếm hành lang thoát lũ, hoạt động khai thác cát trái phép đang diễn ra
hàng ngày và các công trình bảo vệ bờ sông chưa được thực hiện hoặc thực hiện
theo phương pháp truyền thống chưa mang lại hiệu quả. Hàng năm đã xảy ra nhiều
đoạn bờ sông bị sạt lở có cả nguyên nhân từ tự nhiên và các hoạt động của con người.
Đặc biệt, sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp đến các công trình của dân cư sinh sống
hai bên bờ sông. Vì thế việc đánh giá hiện trạng, nghiên cứu nguyên nhân gây sạt lở
là rất cần thiết làm cơ sở cho các giải pháp gia cố ổn định bờ sông, đánh giá an toàn
hành lang thoát lũ, đảm bảo ổn định cho các công trình dân sinh và các công trình đê
điều chống lũ trong phạm vi nghiên cứu.

1


2. Mục tiêu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, làm rõ nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông
đoạn K21+600 đến K26+500 và đề xuất giải pháp gia cố phù hợp bảo vệ bờ sông cho

khu vực nghiên cứu.
3. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đoạn bờ sông dài gần 5 km, tương ứng
K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, thuộc các xã Chu Minh, Đông Quang và Cam
Thượng huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
4. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Tổng hợp, điều tra khảo sát, đánh giá hiện trạng bờ sông. Đặc
điểm địa hình địa mạo, cấu trúc địa chất – địa chất công trình, địa chất thủy văn và
các hoạt động của con người, ảnh hưởng đến quá trình phá hủy bờ sông:
1.1. Thu thập, tổng quan tài liệu liên quan về vấn đề nghiên cứu trong và ngoài
nước. Tổng hợp những vấn đề lí luận về quá trình phá hủy bờ sông do các yếu tố
như: chế độ mưa, chế độ thủy động lực (dao động mực nước nước sông và nước
ngầm, vận tốc và lưu lượng dòng chảy, vận chuyển và lắng đọng trầm tích), sự thay
đổi tính chất cơ lý của đất. Nhận định các yếu tố ảnh hưởng và các loại hình phá
hủy bờ sông đoạn nghiên cứu.
1.2. Thu thập tài liệu về khu vực nghiên cứu: tài liệu địa chất, địa hình, số liệu
quan trắc thủy văn, điều kiện khí hậu, lượng mưa, dao động mực nước sông và mực
nước ngầm, vận tốc dòng chảy.
1.3. Tiến hành khảo sát thực địa, đánh giá hiện trạng, thí nghiệm hiện trường,
thu thập và phân tích mẫu:
- Khảo sát khu vực nghiên cứu, ghi nhận và mô tả hiện trạng bờ sông;
- Xác định mặt cắt chuẩn và các vị trí khảo sát chi tiết phục vụ các mục tiêu
nghiên cứu của đề tài;
- Đo đạc các thông số địa hình bờ sông.

2


- Khoan địa chất công trình; đào hố; lấy các mẫu nguyên dạng, không nguyên
dạng; mô tả cấu trúc địa tầng và thực hiện các thí nghiệm địa chất thủy văn, địa kỹ

thuật tại hiện trường.
1.4. Phân tích các tính chất địa kỹ thuật trong phòng thí nghiệm
1.5. Lập mặt cắt địa hình dòng sông, bờ sông, vẽ các mặt cắt địa chất công
trình đại diện.
1.6. Tổng hợp và đánh giá các hoạt động của con người trong khu vực nghiên
cứu, ảnh hưởng đến ổn định bờ sông.
Nội dung 2: Nghiên cứu xác định nguyên nhân và phân tích cơ chế gây mất
ổn định bờ sông bởi sự thay đổi các yếu tố về dao động mực nước sông và nước
ngầm, lượng mưa…
Sử dụng mô hình số (SEEP/W và SLOPE/W trong Geoslope) nghiên cứu ổn
định bờ sông với một số trường hợp khác nhau về đặc điểm địa chất công trình (loại
đất, chiều dầy và tính chất cơ lý), tốc độ xói lở đất. Mô hình phân tích đánh giá ảnh
hưởng của chế độ mưa ở một số kịch bản khác nhau về cường độ, thời gian, chu kỳ
mưa. Đánh giá đồng thời các yếu tố tác động của mực nước sông và nước ngầm gây
ra sự thay đổi tính chất cơ lý của đất, sự chênh áp lực. Các thông số và tính chất đất
đã được xác định trong nội dung 1 phục vụ nội dung 2, bao gồm: Tính chất vật lý
(thành phần hạt, độ ẩm, tỷ trọng), sức chống cắt, lực hút dính và hệ số thấm của đất.
Kết quả phân tích là lập mối tương quan giữa hệ số an toàn của bờ sông
(Factor of Safety, FOS) với các điều kiện khác nhau về địa hình bờ sông, sự dao
động mực nước, tác động của mưa. Đánh giá lại ổn định bờ sông và kiểm toán lại hệ
số an toàn với giải pháp gia cố đã đề xuất bằng phần mềm SLIDE của hãng
Rocscience.
Nội dung 3: Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông khu vực nghiên cứu. Dựa vào
kết quả khảo sát và phân tích các điều kiện và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông khu
vực nghiên cứu, đánh giá được sự ảnh hưởng các yếu tố gây mất ổn định bờ sông để
đề xuất giải pháp gia cố phù hợp cho đoạn bờ sông khu vực nghiên cứu.

3

5. Cấu trúc luận văn
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông
1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
CHƯƠNG 2. CỞ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở tài liệu
2.2. Phương pháp khảo sát, đo vẽ ngoài hiện trường
2.3. Phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất
2.4. Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm và mô hình số
CHƯƠNG 3. HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ MẤT ỔN ĐỊNH
BỜ SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Hiện trạng sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu
3.2. Đặc điểm điều kiện cấu trúc bờ sông và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông
3.3. Nguyên nhân kích hoạt và các cơ chế gây mất ổn định bờ sông
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG
4.1. Tổng quan giải pháp công trình bảo vệ bờ sông
4.2. Đề xuất giải pháp
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông
1.1.1. Cơ sở lý thuyết và các loại hình phá hủy bờ sông
Hiện tượng phá hủy bờ sông là hiện tượng tự nhiên, thường xuyên xảy ra và có
diễn biến hết sức phức tạp, nó phụ thuộc và chịu sự tác động của nhiều yếu tố nội
sinh, ngoại sinh, như: điều kiện địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm khí hậu thủy
văn, hình thái sông, các yếu tố thủy lực dòng chảy và những tác động khác của con

người, như: các công trình chỉnh trị trên sông, các công trình xây dựng ven sông, các
hoạt động khai thác cát và các hoạt động giao thông thủy vv...
Theo các nghiên cứu và mô tả về các loại hình phá hủy bờ sông (Watson AJ and
Basher LR (2006), Nasermoaddeli MH (2011), Toan DT (2014)), thông thường có
hai dạng phá hủy bờ sông: Sạt lở bờ sông do trọng lực và xói lở bờ kết hợp trượt lở
bở sông do trọng lực. Các loại hình phá hủy bờ sông thường gặp trên thế giới được
tổng hợp trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2.
Bảng 1.1. Các kiểu phá hủy bờ cơ bản (Watson AJ and Basher LR, 2006)
Loại
trượt

Dòng
chảy

Đặc điểm
vật liệu

Điều kiện
bão hòa

Trượt nông

Trọng lực

Chậm

Đất hạt mịn,
đất dính yếu

Bão hòa

Trượt cung
tròn

Trọng lực

Chậm

Trượt phẳng

Trọng lực

Chậm

Trọng lực

Chậm

Trọng lực

Cơ chế

Mô tả
Lớp đất của vật liệu bờ trượt dọc
mặt phẳng song song với bề mặt bờ
sông
Sự dịch chuyển sâu của vật liệu bờ

Đất hạt mịn,
đất dính

Đất hạt mịn,
đất dính
Đất hạt mịn,
đất dính

Biến đổi

Chậm

Đất rời

Khô

Trọng lực

Chậm

Đất dính yếu

Khô

Bục đất

Kết hợp

Chậm

Xói ngầm

Kết hợp

Chậm

Xói hàm ếch

Kết hợp

Chậm

Hỗn hợp

Biến đổi

Sập đổ khối đất trên hàm ếch

Xói chân bờ

Thủy lực

Cao

Thường đất
không dính

Bão hòa

Xói và vận chuyển đất ở chân bờ
tạo bờ dạng hàm ếch

Dòng chảy

ướt
Dòng chảy
khô
Đất/đá đổ

Bão hòa

Bão hòa

Đất hạt mịn,
đất dính
Xen kẽ hạt mịn
và thô

5

Bão hòa
Bão hòa

theo dạng cung tròn
Cả khối đất bờ sông trượt theo mặt
phẳng
Dòng chảy đất bão hòa
Các vật liệu rời rơi/đổ xuống chân
bờ sông
Vật liệu rời hoặc khối đất/đá đổ
xuống sông từ trên bờ vách đứng
Khối đất nhỏ bị đẩy ra ngoài do áp
lực nước lỗ rỗng và đẩy nổi
Mất sức bền do dòng chảy ưu thế ở

vùng có áp lực nước lỗ rỗng cao


Bảng 1.2. Một số mô hình phá hủy bờ sông thường gặp
Mô tả loại hình sạt trượt

Dạng sạt lở do trọng lực

Trượt nông: Hiện tượng trượt một lớp
mỏng song song bề mặt bờ dốc. Xảy
ra khi bờ sông có độ dốc vừa phải, độ
dốc bờ lớn hơn góc nội ma sát.
Trượt cung tròn: Với mặt trượt là một
cung tròn, thường xảy ra tại các khu
vực đất có liên kết chặt, bờ sông dốc,
nước rút nhanh.

Trượt phẳng: Hiện tượng trượt hoặc sạt
đổ một khối lớn của bờ, xảy ra khi bờ có
độ dốc lớn, vật liệu bờ có thành phần hạt
mịn liên kết chặt. Khi bờ sông hình
thành các vết nứt và cho phép nước mặt,
nước sông chảy vào làm giảm độ ổn
định của bờ gây nên hiện tượng trượt.
Dạng kết hợp xói lở và trượt trọng lực
Phá hủy bờ dạng hàm ếch: Hiện tượng
xảy ra tại khu vực có bờ cao và có dòng
chảy hoạt động. Dòng chảy làm chân bờ
bị xói tạo ra những hàm ếch ngay tại
chân bờ, bờ nhô ra chịu tác dụng của

trọng lực vượt quá sức kháng cắt của đất
và khối bờ nhô ra sẽ sập xuống.

6


1.1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam
Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Các nghiên cứu trên thế giới về ổn định bờ sông chủ yếu tập trung nghiên cứu
cơ chế và quá trình phá hủy bờ sông, thông qua các yếu tố địa chất, thủy văn, động
lực dòng chảy sông, quá trình dao động mực nước và dòng chảy ngầm. Tổng thể có
thể chia các nghiên cứu thành hai nhóm đề tài: trượt khối và kết hợp xói vật liệu và
trượt khối.
Các nghiên cứu về trượt khối được phân tích dựa theo sự ảnh hưởng của áp lực
nước lỗ rỗng dương và cột áp lực thủy tĩnh trong các nghiên cứu của Rinaldi và nnk
(2008), Luppi và nnk (2009), hoặc của khe nứt và xói ngầm do dòng thấm trong
nghiên cứu của (Fox và nnk. (2006, 2008, 2009), Chu-Agor và nnk. (2008). Các bài
toán mô hình xói mòn đất được thực hiện với sự kết hợp trượt khối và xói mòn đất do
tác động trực tiếp của dòng chảy được phân tích trong các nghiên cứu của Ning-Bo
và nnk (2011), Samadi và nnk. (2013).
 Ảnh hưởng của sự thay đổi mực nước sông và áp lực nước lỗ rỗng
Các bài báo nghiên cứu về ổn định bờ sông ở Italia đã tập trung nghiên cứu
các ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng, thay đổi tính chất đất đến ổn định bờ sông.
Cơ chế các quá trình thay đổi được phân tích dựa vào các số liệu quan trắc dao động
sức hút dính của đất, mực nước sông, chênh áp và cột áp thủy tĩnh (Rinaldi và nnk
(2008), Luppi và nnk (2009)). Sức hút dính của đất thay đổi lớn theo mùa và theo
từng đợt mưa lũ. Dao động mực nước sông, mực nước ngầm là những nguyên nhân
cơ bản làm thay đổi sức hút dính, sau đó gây ảnh hưởng đến các tính chất độ bền
của đất. Các yếu tố liên quan đến ổn định bờ sông, bao gồm: các chỉ tiêu kháng cắt,
sức hút dính của đất; địa hình bờ sông và thay đổi tỷ số mực nước so với chiều cao

bờ sông (Hw/H). Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng được phân tích từ số liệu quan trắc
và so sánh kết quả với các mô hình ở điều kiện thủy lực và bờ sông khác nhau. Kết
quả phân tích sự thay đổi của hệ số an toàn (FOS) cho thấy khi mực nước sông dâng
lên, sức hút dính giảm nhưng FOS tăng. Ngược lại khi mực nước sông hạ xuống,

7


sức hút dính tăng nhưng tăng đến giá trị thấp hơn trước mùa mưa lũ, FOS giảm bởi
vì mất giá trị áp lực thủy tĩnh, FOS và Hw/H có mối tương quan theo đường thẳng.
 Ảnh hưởng của áp lực dòng chảy ngầm
Nhóm nghiên cứu Trường Đại học Oklahoma đã có các nghiên cứu cơ chế dòng
chảy sông Mississippi và những ảnh hưởng tới ổn định bờ sông. Những nghiên cứu
của nhóm này tập trung vào xói chân bờ do dòng thấm, làm sáng tỏ cơ chế thấm từ
trong bờ ra phía sông và xây dựng các phương pháp xác định khoảng cách xói ngầm
(Fox và nnk. (2006, 2008, 2009), Chu-Agor và nnk. (2008).
Một loạt các thí nghiệm mô hình được xây dựng để nghiên cứu ảnh hưởng dòng
thấm đến ổn định bờ sông, Fox và nnk. (2006) đã sử dụng thấm kế để xác định tốc
độ xói ngầm ngoài hiện trường. (Hình 1.1)

Hình 1.1. Thí nghiệm xác định tốc độ xói ngầm (Fox GA, 2006)
Fox và nnk. (2007) phân tích vai trò của thành phần vật chất và địa tầng bờ sông
trong việc kiểm soát dòng thấm, xác định mối tương quan giữa xói ngầm với lượng
mưa, mực nước sông và với áp lực nước lỗ rỗng. Chu-Agor và nnk. (2008) là nghiên
cứu xét đến nhiều yếu tố trong một bài toán: suy giảm độ bền của đất, thấm do chênh
áp, cơ chế vận chuyển của hạt đất và xói ngầm dưới tác động dòng chảy ngầm và
Samadi (2013) đã xây dựng mô hình hóa hiện tượng xói ngầm tại chân bờ trong
phòng thí nghiệm (Hình 1.2)

8

Hình 1.2. Quá trình phá hủy bờ do thay đổi mực nước và xói chân bờ (Samadi, 2013)
Kết quả chỉ ra rằng bờ sông trượt lở dạng kéo, hoặc bục xảy ra khi áp lực thấm
lớn hơn sức bền của đất và vật liệu chân bờ bị xói xảy ra khi chênh áp dòng thấm lớn
hơn sức bền ban đầu của khối đất, cuối cùng bờ sông bị sập phần phía trên do trọng
lực.
Chu-Agor và nnk. (2009) có nghiên cứu đầu tiên đề xuất phương pháp đánh giá
mô hình quá trình xói ngầm chân bờ (Hình 1.3).

Hình 1.3. Xây dựng quá trình xói chân bờ và mất ổn định bờ sông, Chu-Agor (2009)

9


 Ảnh hưởng của dòng chảy sông đến quá trình xói chân bờ
Darby và nnk. (2007) đã sử dụng lưới phần tử hữu hạn trong phần mềm GEOSLOPE để mô phỏng sự thay đổi hình dạng hàm ếch do xói mòn chân bờ trong quá
trình nước sông dâng cao theo ý tưởng như của Chu-Agor và nnk. (2009). Kết quả
các kịch bản xói mòn chân bờ được so sánh với nhau để chỉ ra vai trò quan trọng của
xói mòn trong việc thay đổi địa hình bờ sông, dẫn tới sự sập đổ bờ. Mô hình này cũng
được áp dụng trong nghiên cứu của Rinaldi và nnk (2008). Lợi thế của phương pháp
này là mô hình có thể thực hiện với thông số đầu vào là lực cắt của dòng chảy tính
toán từ mô hình thủy động lực. Trong đó, thể tích đất bị xói có thể tính và so sánh với
số liệu thực nghiệm.
Mô hình BSTEM (Bank Stability and Toe-Erosion Model) được sử dụng tính
xói chân bờ do dòng chảy theo lý thuyết của Simon và nnk (2000). Mô hình phân tích
ổn định bờ sông và xói chân bờ được phòng Nghiên cứu dịch vụ nông nghiệp của Mỹ
xây dựng và phát triển (Hình 1.4)

Hình 1.4. Mô hình BSTEM phân tích ổn định bờ sông và xói chân bờ, Simon (2000)

BSTEM là mô hình rất hiệu quả, góp phần to lớn trong việc phân tích cơ chế
của xói lở bờ sông. Trong mô hình này, khối lượng đất bị xói tại chân được xác định,

10


sau đó những ảnh hưởng dự đoán của việc xói tới ổn định bờ sông được phân tích.
Mô hình này có một số giới hạn: mô hình không phân tích dạng trượt khối cung tròn,
không mô hình hóa được sự biến đổi mực nước ngầm. Ảnh hưởng của dao động mực
nước sông tới dao động mực nước ngầm không được phân tích trong BSTEM. Kết
quả phản ảnh điều kiện thực tế một cách hạn chế, bởi vì thay đổi mực nước ngầm là
số liệu nhạy cảm tác động đến áp lực nước lỗ rỗng.
Các phương pháp nghiên cứu, kết quả nghiên cứu và hướng tiếp cận vấn đề sạt
lở bờ sông trên thế giới sẽ góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết cho đề tài này.
Tình hình nghiên cứu trong nước
Do đặc điểm địa hình địa mạo, Việt Nam hệ thống mạng lưới sông ngòi khá dày
đặc. Ở đồng bằng Bắc Bộ có hai hệ thống sông chính là hệ thống sông Hồng, sông
Thái Bình. Lan tỏa khắp đồng bằng là các phụ lưu như: sông Đà, Thao, Lô, Hồng,
Cầu, Thương, Lục Nam; các chi lưu như: Đuống, Thái Bình, Kinh Thầy, Kinh Môn,
Lai Vu, Gùa, Mía, Mới, Luộc, Lạch Chay, Hoá, Trà Lý, Ninh Cơ v.v… Đồng bằng
Nam Bộ có hệ thống sông Cửu Long và đồng bằng sông Đồng Nai, với hệ thống
sông và kênh rạch chằng chịt với mật độ cao. Khu vực Miền Trung có sông Hương,
sông Hàn, sông Lam, sông Ba, sông Thạch Hãn, sông Ngàn Sâu, sông Trà Khúc,
sông Bến Hải, sông Thu Bồn, sông Gianh, sông Nhật Lệ... các sông ở Miền Trung
chủ yếu bắt nguồn từ dãy Trường Sơn và đổ ra Biển Đông, các sông thường dốc và
ngắn. Các hiện tượng liên quan tới sạt lở bờ sông ở Việt Nam đã được nhiều nhà khoa
học quan tâm nghiên cứu trên các khía cạnh như tác động thủy động lực dòng chảy,
chế độ xói lở - lắng đọng và vận chuyển trầm tích, các hiện tượng trượt lở, thấm và
sụt lún đê…. Mỗi nghiên cứu đều đạt được những kết quả nhất định góp phần làm
sáng tỏ các vấn đề liên quan.

Trong nghiên cứu sạt lở bờ sông một cách tổng thể ở Việt Nam được thực hiện
bởi các đề tài, dự án có quy mô lớn. Một trong đề tài lớn phải kể đến là “Dự án
nghiên cứu phòng chống sạt lở bờ sông, bờ biển” của Bộ Khoa học công nghệ và
Môi trường, 2001; “Nghiên cứu đánh giá tai biến sạt lở bờ sông khu vực các tỉnh

11


miền núi phía Bắc. Đề tài nhánh thuộc Đề tài độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu
đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải
pháp phòng chống” của Viện Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện Địa
chất, 2005. Dự án đã thống kê toàn bộ thực trạng và nguyên nhân một cách tổng thể
về hiện tượng sạt lở bờ sông giai đoạn trước 2001 cho các hệ thống sông Hồng,
sông Thái Bình ở Bắc Bộ, hệ thống sông Cửu Long ở Nam Bộ, hệ thống sông miền
Trung ở Trung Bộ. Dự án đã chia sạt lở bờ sông theo mức độ gây ra thiệt hại đối với
các lĩnh vực xã hội, kinh tế gồm các loại: Sạt lở ảnh hưởng đến đê điều; Sạt lở ảnh
hưởng đến thành phố đô thị, khu dân cư, công trình kinh tế trên bãi sông và sạt lở
ảnh hưởng đất canh tác và cây trồng trên bãi sông. Các nguyên nhân sạt lở bờ sông
được phân tích gồm: do sự thay đổi khí hậu toàn cầu với nạn phá rừng đầu nguồn,
do quy luật diễn biến tự nhiên của dòng sông, do cấu tạo lòng sông bởi các lớp đất
mịn dễ bị xói lở, do việc lấn chiếm bãi sông làm thu hẹp diện thoát lũ, lũ chỉ tập
trung vào lòng chính tốc độ dòng chảy tăng lên và dòng chảy công phá bờ sông
mạnh hơn dẫn tới sạt lở bờ mạnh, do ảnh hưởng bởi điều tiết của các hồ chứa của
các công trình thủy điện.
Đề tài “Nghiên cứu đánh giá tai biến sạt lở bờ sông khu vực các tỉnh miền núi
phía Bắc” được thực hiện năm 2005 đã thống kê được hiện trạng, phân tích được
nguyên nhân và đã phân vùng nguy cơ tai biến sạt lở bờ sông toàn bộ các sông của
các tỉnh miền núi phía Bắc trước 2005. Các hệ thống sông được nghiên cứu, bao
gồm: sông Đà, sông Thao, sông Lô, sông Hồng, sông Cầu, sông Thương, sông Lục
Nam. Hiện tượng xói lở bờ sông khá phổ biến, những đoạn có xói lở nghiêm trọng

nhất là phần hạ lưu sông Thao (từ Hạ Hòa đến Bạch Hạc), phần sông Đà từ hạ lưu
đập Hòa Bình đến hợp lưu sông Thao – Đà, trong đó đáng chú ý nhất là đoạn hợp
lưu của ba sông Thao-Đà-Lô. Các tác nhân gây sạt lở bờ sông được nêu một cách
tổng thể gồm các yếu tố cơ bản là do đặc điểm địa chất-địa mạo-tân kiến tạo, đặc
điểm khí hậu, thủy văn, địa chất thủy văn, tính chất cơ lý đất đá cấu tạo bờ sông, do
hoạt động của con người. Đề tài phân vùng sạt lở bờ sông theo mức độ phức tạp,
gồm 4 mức: sạt lở rất mạnh, mạnh, trung bình và yếu.

12


Ở khu vực nghiên cứu, có một số nghiên cứu điển hình cho bờ sông Hồng khu
vực Hà Nội, như: đề tài do PGS. TS. Đoàn Thế Tường (2007) chủ trì và đề tài do
TS. Trần Văn Tư (2010) chủ trì và một số bài báo Nguyễn Văn Tá (2007), Nguyễn
Công Kiên và Nguyễn Văn Tá (2011), Nguyễn Hồng Nam (2012)… phân tích
nguyên nhân sạt lở bờ sông, hiện trạng các công trình bảo vệ bờ sông, đề xuất hành
lang thoát lũ hai bên bờ sông Hồng, đoạn qua thành phố Hà Nội.
Đề tài của Đoàn Thế Tường và nnk (2007) với tiêu đề “Đánh giá điều kiện Địa
kỹ thuật Môi trường và kiến nghị phương hướng quy hoạch sử dụng đất hợp lý cho
khu vực đới động ven sông Hồng trong phạm vi Tp. Hà Nội” nghiên cứu một cách
tổng thể các hiện tượng địa chất công trình xảy ra khu vực đới động ven sông Hồng
khu vực thành phố Hà Nội (cũ). Đề tài đã hệ thống lại hiện trạng bờ sông, hệ thống
kỹ thuật đê, hiện trạng sử dụng đất và tình hình phát triển đới động. Phân tích đặc
trưng và ảnh hưởng của các yếu tố, như: môi trường địa chất, thành tạo trầm tích bờ
sông và bãi bồi, đặc trưng của thủy văn dòng chảy, cấu trúc bờ và địa hình địa mạo,
tính chất cơ lý đất đá bờ sông, đánh giá ổn định tuyến bờ và lòng dẫn. Đánh giá khả
năng ổn định bờ sông do sạt lở theo chỉ tiêu tích hợp các yếu tố điều kiện địa chất địa kỹ thuật gây sạt lở, đề tài này và các bài báo Nguyễn Văn Tá và nnk (2007)
phân chia đới bờ khu vực nghiên cứu thành 4 vùng: sạt lở rất mạnh, sạt lở trung
bình, sạt lở yếu và sạt lở rất yếu tương ứng vùng A rất kém, vùng B – kém, vùng C
– trung bình, vùng D – tốt cho khu vực bờ sông Hồng địa phận Hà Nội (cũ).

Đề tài do Trần Văn Tư và nnk (2010) về “Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa
chất công trình và dự báo khả năng xuất hiện các sự cố dọc tuyến đê sông Hồng
thuộc địa phận Hà Nội“, tập trung vào đối tượng nghiên cứu là ổn định đê sông
phạm vi toàn bộ thành phố Hà Nội mở rộng. Bài báo Trần Văn Tư và nnk (2011) đã
nêu ra 6 loại hình sự cố cơ bản liên quan đến tai biến địa chất đê và bờ sông trong
khu vực Sông Hồng, Hà Nội có: (i) Thấm, đùn sủi thân và nền đê, sự phát triển gia
cường của biến dạng thấm dẫn đến lún sụt và vỡ đê. (ii) Hiện tượng xói lở bờ sông
rất nghiêm trọng gây nên mất ổn định cho đê. (iii) Hiện tượng lún mặt đê quá mức
cho phép gây ra sự lồi lõm mặt đê, làm khó khăn trong giao thông và làm tiền đề

13


cho các phá hỏng khác. (iv) Hiện tượng sạt trượt mái đê thậm chí cắt sâu vào thân
đê và nền đê gây ra các phá huỷ thân đê. (v) Các tác động trực tiếp của hoạt động
kiến tạo hiện đại, bao gồm: tác động từ từ và chấn động gây nên nứt đê. (vi) Nứt
ngang đê và bãi sông kéo dài đến tận bờ sông.
Một số nghiên cứu về tác động của động lực dòng chảy và các hoạt động của
con người trong quá trình thay đổi lòng dẫn cũng được chú trọng. Trong các nghiên
cứu đó, một số mô hình số như TREM, MIKE, HEC-RAS… thường được sử dụng
như trong nghiên cứu của Nguyễn Tiền Giang và Hoàng Văn Đại (2011), Hoàng
Văn Đại (2010), Nguyễn Tiền Giang và nnk (2010). Các nghiên cứu này phân tích
quá trình diễn biến lòng dẫn của sông, phân tích so sánh trường vận tốc, quá trình
bồi xói theo phương ngang giữa phương án chỉnh trị và phương án hiện trạng sử
dụng mô hình biến đổi lòng dẫn hai chiều TREM, phân tích quan hệ giữa lưu lượng
bùn cát và lưu lượng nước; phân tích các thế sông chủ đạo và xu hướng dịch chuyển
lòng sông để dự đoán quá trình xói lòng sông và vận chuyển trầm tích. Các nghiên
cứu đã chỉ ra được mối tương quan giữa động lực dòng chảy sông và quá trình xói
lở, bồi lắng; đánh giá ảnh hưởng của các công trình chỉnh trị trên sông cũng như dự
báo các hoạt động diễn biến lòng dẫn. Nguyễn Hồng Nam (2011) đã phân tích

nguyên nhân sự cố trượt bãi sông Hồng từ K29+850 đến K30+050 đê Hữu Hồng,
bằng sử dụng chương trình Plaxis, phân tích phần tử hữu hạn, mô phỏng ứng suất
biến dạng. Kết quả phân tích đã chỉ ra nguyên nhân sạt trượt do hoạt động khai thác
cát, cụ thể là do khối cát đắp cao tại bề mặt kè.
Đề tài đang thực hiện tại khu vực nghiên cứu là đề tài “Nghiên cứu cơ chế quá
trình phá hủy bờ sông Hồng khu vực Hà Nội do chế độ thủy động lực của sông
trong mùa mưa phục vụ việc bảo vệ bờ sông và phát triển bền vững vùng ven sông”.
Chủ nhiệm đề tài: TS. Dương Thị Toan thực hiện từ 2016 – 2019.
Tổng quan các vấn đề, các phương pháp và kết quả của các nghiên cứu trên là
nguồn tư liệu rất quý để áp dụng cho đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân mất ổn định bờ

14


sông tương ứng đoạn từ K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, huyện Ba Vì, Hà Nội
và đề xuất giải pháp gia cố”

1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.2.1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
Hà Nội nằm ở phía Tây Bắc đồng bằng châu thổ sông Hồng, tiếp giáp với các
tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc, Hà Nam, Hòa Bình phía Nam, Bắc
Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên phía Đông, Hòa Bình cùng Phú Thọ phía Tây. Sau khi
mở rộng địa giới hành chính năm 2008, thành phố có diện tích 3.324,92 km², nằm ở
cả hai bên bờ sông Hồng, nhưng tập trung chủ yếu bên bờ hữu sông Hồng.
Sông Hồng bắt nguồn từ Vân Nam Trung Quốc, chảy qua tỉnh Lào Cai - Yên
Bái - Việt Trì - Hà Nội - Hưng Yên đổ ra biển Đông theo cửa Ba Lạt, phần chảy trên
đất Việt Nam dài 541 Km. Sông Hồng có lưu lượng nước bình quân hàng năm rất
lớn, tới 2.640 m³/s (tại cửa sông). Tuy nhiên, lưu lượng nước phân bổ không đều, về
mùa khô lưu lượng giảm chỉ còn khoảng 700 m³/s, nhưng cao điểm mùa mưa có thể
đạt tới 30.000 m³/s. Lượng phù sa của Sông Hồng rất lớn, trung bình mỗi năm

khoảng 100 triệu tấn, khoảng gần 1,5 kg phù sa trên một mét khối nước.
Sông Hồng là con sông lớn nhất chảy qua thành phố Hà Nội, với chiều dài
khoảng 135 km, từ huyện Ba Vì đến huyện Phú Xuyên, góp phần quan trọng trong
sinh hoạt đời sống cũng như trong sản xuất. Do lượng phù sa lớn mà lòng sông luôn
bị lấp đầy khiến cho lũ lụt thường xuyên xảy ra, vì thế mà từ lâu hai bên bờ sông đã
hình thành tuyến đê kiên cố, phòng tránh lũ lụt.
Khu vực nghiên cứu là đoạn bờ sông Hồng, nằm ở ngay dưới hạ lưu của hợp lưu
các sông Thao, Đà, Lô, tương ứng K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, thuộc địa
phận các xã Chu Minh, Đồng Quang và Cam Thượng, huyện Ba Vì, Hà Nội (Hình
1.5). Đoạn bờ có chiều dài gần 5 km, đây là khu vực có chế độ dòng chảy thủy văn,
thủy lực vô cùng phức tạp, phụ thuộc vào chế độ dòng chảy của 3 phụ lưu. Những
năm gần đây, khu vực này thường xuyên xảy ra hiện tượng sạt lở, một số cung sạt đã

15


ăn sâu vào khu dân cư, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của nhân dân và uy hiếp an
toàn tuyến đê Hữu Hồng.

Hình 1.5. Vị trí đoạn bờ sông khu vực nghiên cứu – Nguồn google map.
1.2.2. Đặc điểm địa hình địa mạo và hình thái sông đoạn nghiên cứu
Đặc điểm địa hình
Phần lớn diện tích Hà Nội được cấu trúc bởi phù sa hệ thống sông Hồng và
sông Thái Bình, nằm trong tam giác châu thổ, kéo dài từ Việt Trì ra tới biển.
Nhờ phù sa bồi đắp, ba phần tư diện tích tự nhiên của Hà Nội là đồng bằng. Địa hình
Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông với độ cao
trung bình từ 5 đến 20 mét so với mực nước biển. Đồi núi tập trung ở phía bắc và
phía tây thành phố, thuộc các huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với các
đỉnh núi cao như Ba Vì (1.281 m), Gia Dê (707 m), Chân Chim (462 m), Thanh Lanh
(427 m), Thiên Trù (378 m)... Khu vực nội thành có một số gò đồi thấp, như gò Đống

Đa, núi Nùng..
Khu vực nghiên cứu cách thị xã Sơn Tây khoảng 8 km về phía Bắc – Tây Bắc,
có địa hình tương đối bằng phẳng, theo bình đồ hiện trạng, có thể phân chia ra các
dạng địa hình, như sau:
- Địa hình tuyến đê: Tuyến đê Hữu Hồng đoạn qua khu vực nghiên cứu có độ
cao mặt đê 20-21m và thấp dần về phía hạ lưu, chiều rộng mặt đê trung bình 10m đây
là dạng địa hình nhân tạo, có cao trình cao hơn địa hình lân cận từ 6-12m.

16


- Địa hình phía trong tuyến đê: Khu vực này khá bình ổn về địa hình cả hình
thái lẫn độ cao. Sự dịch chuyển lòng sông Hồng tương đối mạnh qua nhiều thời kỳ đã
tạo ra các địa hình trũng phát triển dạng hồ móng ngựa.
- Địa hình bãi bồi ngoài đê đến bờ kè: Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ
bề mặt địa hình từ 10-15m. Địa hình khá ổn định trong nhiều năm.
- Địa hình bờ sông: Địa hình có biến đổi liên tục, phụ thuộc sự biến đổi của lòng
dẫn, nhiều đoạn có độ dốc bờ sông lớn, gây mất ổn định đường bờ. Dựa vào dạng tồn
tại của bãi bồi có thể chia đoạn nghiên cứu thành 2 loại hình địa hình:
Địa hình bờ sông – sông: Khu vực không có bãi bồi hoặc bãi bồi rất hẹp, bờ sông
tiếp giáp trực tiếp với sông, như những đoạn qua xã Chu Minh (từ K21+600 đến
K22+700); xã Đông Quang (từ K24+300 đến K24+800). Những khu vực này bờ sông
xảy ra hiện tượng sạt lở nghiêm trọng, đã có các cung sạt xảy ra và còn nhiều tiềm ẩn
của sạt lở. Địa hình được thành tạo do dòng chủ lưu áp sát vào bờ và hoạt động khai
thác cát lòng sông.
Địa hình bờ sông – bãi bồi – sông: Dạng địa hình này được thể hiện ở khu vực
xã Cam Thượng (từ K25+000 đến K26+500). Ở đây có bãi bồi rộng, bờ sông ít bị tác
động của dòng chảy. Mùa mưa, nước sông dâng lên có thể ngập hết toàn bộ bãi bồi,
hoặc một phần bãi bồi.
Đặc điểm địa mạo:

Đặc điểm mạo khu vực nghiên cứu là nằm trong vùng trầm tích đệ tứ và chịu
tác động mạnh mẽ của các quá trình tự nhiên và con người, cũng như quy luật chuyển
dòng, bồi tích ven sông Hồng.
Khi chưa có hệ thống đê, hoạt động của sông Hồng và các sông nhánh làm thay
đổi đáng kể địa hình vùng ven sông, quy luật trầm tích tuân thủ theo điều kiện tự
nhiên, chủ yếu phụ thuộc vào các hoạt động tân kiến tạo, điều kiện khí tượng, thủy
văn và chế độ bùn cát trong các sông Thao, Đà, Lô. Nhìn chung, khi sông chảy vào
vùng trầm tích bở rời, việc chuyển dòng, tạo dòng mới và tiêu diệt dòng cũ theo một
quy luật hết sức phức tạp. Trong quá trình chuyển dòng, bề mặt địa hình bị cắt xẻ và
tạo ra nhiều dạng địa hình mới.

17


Sau khi có hệ thống đê điều, quy luật hoạt động của sông Hồng có sai khác so
với tự nhiên. Điều đó được phản ánh bằng các dịch chuyển có tính chất chu kỳ qua lại
và đã thành tạo nên những dạng địa hình địa mạo như sau:
Dải địa hình cao ven theo sông, đây là loại địa hình cổ hình thành trên các sản
phẩm của trầm tích sông Hồng trong thời gian chưa có đê. Trên địa hình này tập
trung dân cư lập lên từ lâu đời, phân bố rải rác ven đê. Địa hình này được cấu tạo từ
sét, sét pha bền vững, khá ổn định, bị chia cắt mạnh bởi hoạt động của các sông
nhánh.
Địa hình bãi bồi hiện đại chủ yếu phân bố ven sông và hiện nay đang tiếp tục
diễn ra bên ngoài đê, phần lớn được cấu tạo từ sét, sét pha đặc chắc. Địa hình này
nằm phổ biến ven sông Hồng. Tuy nhiên, nhiều chỗ có cấu tạo từ tướng lòng rõ rệt
thể hiện bằng các thành tạo hạt thô như cát mịn và nhỏ. Đây là các bãi nổi giữa sông
hình thành tại các nơi sông bị chuyển dòng mạnh.
Trong khu vực nghiên cứu, địa hình trũng, thấp, đầm lầy phân bố trong khu vực
xã Đông Quang. Nó là kết quả của quá trình lấp dòng không hoàn chỉnh của các lòng
sông cổ. Ngoài ra, nó còn là kết quả do hoạt động đào đắp của con người. Địa hình

trũng thường đi liền với các tướng hồ đầm lầy hiện đại.
Đặc điểm hình thái sông đoạn nghiên cứu
Hình thái sông phụ thuộc vào cấu trúc địa chất, đặt điểm địa hình địa mạo, chế
độ thủy văn và chế độ bùn cát của sông. Khu vực nghiên cứu nằm ở hạ lưu ngã ba các
sông Thao, Đà, Lô, có chế độ thủy văn rất phức tạp. Các hoạt động của con người
như: Xây dựng các đập thủy điện phía thượng nguồn, làm thay đổi chế độ thủy văn và
làm giảm lượng bùn cát về hạ lưu; Các hoạt động khai thác cát quá mức và các công
trình chỉnh trị không theo quy hoạch tổng thể đã làm ảnh hưởng đến chế độ hoạt động
của dòng chảy sông. Hình thái lòng dẫn sông liên tục thay đổi đã ảnh hưởng không
nhỏ đến quá trình tích tụ, bồi lắng và xói lở bờ sông liên tục diễn ra và có diễn biến
phức tạp.

18


1.2.3. Đặc điểm địa chất chung khu vực nghiên cứu
Cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu
Quá trình thành tạo và phát triển vùng trũng Hà Nội, như sau: Vào cuối
Neogen sang đầu Đệ tứ là thời kỳ lục địa kéo dài cho đến hết Pleistoxen giữa. Chế
độ lục địa được chấm dứt vào nửa sau Pleistoxen muộn bằng một đợt biển tiến. Đầu
Holoxen là thời kỳ biển lùi, chế độ lục địa lại được thiết lập cho đến Holoxen giữa
biển tiến lần cuối với mực nước đạt 5 m. Do vậy, khu vực nghiên cứu có chế độ lục
địa ven biển.
Biển dừng lại khoảng 1000 năm rồi lại rút và dừng lại ở độ cao 2 m, sau đó là
quá trình biển lùi từ từ cho đến ngày nay, có thể khẳng định rằng từ đầu Holoxen
đồng bằng delta sông Hồng đã được thiết lập ở khu vực nghiên cứu.
Quy luật phát triển đồng bằng delta sông Hồng là sự kéo dài lòng dẫn và phân
nhánh lòng sông. Các quá trình tích tụ trầm tích trong điều kiện biển nông kiểu
vũng vịnh như phương thức san bằng do tích tụ dòng chảy sông, phương thức tích
tụ san bằng kéo dài lấn biển kiểu cồn cát duyên hải và phân lưu dòng chảy đã diễn

ra lặp lại khá phức tạp trong suốt thời kỳ thành tạo của đồng bằng delta sông Hồng.
Mặc dù quá trình thành tạo và biến động của bãi bồi sông vẫn diễn nhưng do
các tác động của con người trong việc khống chế bằng các hệ thống đê bao chống
lũ, xây dựng các công trình thủy điện và hàng loạt các công trình phục vụ dân sinh,
phần nào đã làm thay đổi các quá trình thuỷ thạch động lực lòng dẫn sông, dẫn đến
sự thay đổi đáng kể của đới động ven sông nói chung hay các bãi bồi, lòng dẫn sông
Hồng đoạn qua Hà Nội nói riêng.
Địa tầng thạch học
Theo tờ Bản đồ Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1:200.000, tờ Hà
Nội (F-48-XXVII), (Hình 1.6) do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, xuất bản
năm 2005 thì khu vực nghiên cứu nằm trong phân bố địa tầng địa chất, như sau:

19


Loạt Sông Hồng - Hệ tầng Ngòi Chi (PP-MPnc)
Hệ tầng Ngòi Chi tuối Paleoproterozoi nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Núi Con
Voi và tiếp xúc kiến tạo với các hệ tầng tuổi Paleozoi. Trong phạm vi nghiên cứu,
các đá hệ tầng Ngòi Chi không lộ ra mà nằm sâu dưới bề mặt tự nhiên khoảng 20 –
30m, tham gia như nền móng của các trầm tích Đệ tứ. Hệ tầng Ngòi Chi, thành phần
gồm các đá phiến thạch anh – biotit, gneis biotit, đá phiến sillimanit, quarzit, đá
hoa. Các đá có nguồn gốc biển, lục nguyên ít carbonat và đá núi lửa bị biến chất
khu vực tướng amphibolit.
Đệ tứ: Thống Holocen - Hệ tầng Thái Bình (aQ23tb)
Hệ tầng Thái Bình phân bố rộng khắp trong khu vực nghiên cứu, trầm tích hệ
tầng Thái Bình có nguồn gốc hỗn hợp sông – biển. Thành phần gồm: cát, bột, sét
màu xám nâu (trầm tích sông); bột, sét, tàn tích thực vật (trầm tích biển) chiều dày
từ 3-35m.

20

Hình 1.6. Trích từ Bản đồ Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ: 1:200.000
(Nguồn: Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, xuất bản năm 2005)
Đặc điểm kiến tạo
Khu vực nghiên cứu nằm ở hạ lưu ngã ba sông Hồng và sông Lô khoảng 10 km.
Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây, khu vực là nơi hội tụ của một loạt các đới
cấu trúc như: phức nếp lồi Sông Lô ở phần đông bắc, các phức nếp lồi Con Voi và
Fansipan ở phía tây bắc, trũng sụt lún dạng địa hào sông Hồng ở phía đông nam. Ở

21