Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông hồng đoạn qua hà nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn

L IC M

N

Sau m t th i gian nghiên c u, tìm hi u và th c hi n v i t t c s n l c c a
b n thân, tác gi đã hoàn thành lu n v n t t nghi p v i đ tài “Nghiên c u di n
bi n lịng d n sơng H ng đo n qua Hà N i d
trình h ch a th

ng ngu n và đ nh h

i tác đ ng đi u ti t c a công

ng các gi i pháp n đ nh lòng d n”

nh m mu n đóng góp m t ph n nh vào cơng tác nghiên c u, đánh giá, đ tìm ra
nh h

ng c a vi c đi u ti t c a các h ch a th

ng ngu n đ i v i ch đ dịng

ch y, hình thái lịng d n đo n sông H ng qua Hà N i.
Trong quá trình th c hi n tác gi đã nh n đ
Khoa Sau đ i h c, Khoa Cơng trình – Tr

c s giúp đ nhi t tình c a

ng đ i h c Th y L i cùng các th y cô

giáo, b n bè, đ ng nghi p. Tác gi xin bày t s c m n chân thành t i các th y cô

giáo, b n bè, đ ng nghi p c ng nh s giúp đ , t o đi u ki n c a Nhà tr
bi t tác gi xin chân thành c m n s h

ng.

c

ng d n t n tình c a PGS. TS Nguy n Bá

Qu và TS. Nguy n Kiên Quy t đã giúp tác gi hoàn thành lu n v n này.
V i trình đ hi u bi t và kinh nghi m th c t cịn có h n ch nh t đ nh, đ ng
th i v n đ nghiên c u là di n bi n lòng d n luôn là m t v n đ ph c t p, nên n i
dung c a lu n v n khơng tránh kh i nh ng sai sót. Tác gi r t mong nh n đ
ch b o và đóng góp ý ki n c a các th y cô giáo và c a các Quý v quan tâm.
Hà N i, tháng 08 n m 2014
Tác gi lu n v n

Nguy n V n Hi n

cs


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan lu n v n là k t qu nghiên c u c a riêng tôi, không sao
chép c a ai. N i dung luân v n có tham kh o và s d ng các tài li u, thông tin đ
đ ng trên các tác ph m, t p chí, và các trang web theo danh m c c a lu n v n.
Tác gi lu n v n

Nguy n V n Hi n

c


M CL C
L IC M

N

L I CAM OAN
M CL C
DANH M C B NG BI U
DANH M C HÌNH V
M

U ....................................................................................................................1

1. TÍNH C P THI T C A
2. M C ÍCH C A
3.
4. PH

IT

TÀI ..........................................................................1

TÀI .....................................................................................2

NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U ........................................................2
NG PHÁP NGHIÊN C U ...........................................................................3

5. Ý NGH A KHOA H C VÀ TH C TI N .............................................................3
CH

NG 1. T NG QUAN CÁC NGHIÊN C U V DI N BI N LỊNG D N

SƠNG H NG O N QUA HÀ N I VÀ
1.1. NH NG V N

TV N

NGHIÊN C U ..........4

T RA CHO O N SÔNG H NG QUA HÀ N I ........4

1.1.1. Các yêu c u v thoát l .....................................................................................4
1.1.2. Các yêu c u v giao thông v n t i.....................................................................5
1.1.3. Các yêu c u v xây d ng thành ph và các yêu c u khác ................................6
1.2. VÀI NÉT V L CH S

NGHIÊN C U .............................................................6

1.2.1. Các giai đo n khoa h c – công ngh .................................................................6
1.2.2. Các đ tài nghiên c u khoa h c c p Nhà n
ngh

c và các d án khoa h c – công

.......................................................................................................................7

1.3. NH NG K T QU NGHIÊN C U C B N...................................................8

1.3.1. V q trình lịng d n ........................................................................................8
1.3.2. V tính n đ nh và quan h hình thái ................................................................9
1.3.3. V l u l

ng t o lịng ......................................................................................11

1.3.4. V kh n ng v n chuy n bùn cát .....................................................................12
1.4. CÁC K T QU NGHIÊN C U PH C V S N XU T ...............................13
1.4.1. V hành lang thoát l (HLTL) ........................................................................13


1.4.2. V tuy n ch nh tr ............................................................................................16
1.4.3. V h th ng c ng và lu ng l ch giao thông th y ............................................17
1.5. NH N XÉT, ÁNH GIÁ CHUNG ..................................................................17
1.5.1. Nh ng thành t u đ t đ

c...............................................................................17

1.5.2. Các v n đ t n t i ...........................................................................................18
1.6.

TV N

CH

NG 2. C

2.1. C

S

NGHIÊN C U C A LU N V N ..........................................18
S

KHOA H C VÀ PH

KHOA H C NGHIÊN C U

NG PHÁP NGHIÊN C U .......19
NG L C H C SÔNG H

KHI XÂY D NG CƠNG TRÌNH H CH A TH

DU SAU

NG NGU N.......................19

2.1.1. Xói ph bi n trong lịng sơng và s lan truy n c a nó t sau h xói c c b v
xi

.....................................................................................................................19

2.1.2. Thay đ i ch đ th y đ ng l c trong lòng d n h du ......................................20
2.1.3. Thơ hố thành ph n h t lịng sơng ..................................................................20
2.1.4. i u ch nh hình thái m t c t ngang lịng sơng ................................................20
2.1.5. i u ch nh đ d c d c lịng sơng ....................................................................21
2.1.6. Chuy n hố lo i hình sơng ..............................................................................21
2.1.7. Phát sinh các tình th nguy hi m m i .............................................................22
2.2. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U ......................................................................22

2.2.1. T ng quan các ph
2.2.2. Ph

ng pháp nghiên c u ........................................................22

ng pháp ch nh lý, phân tích s li u th c đo ............................................24

2.3. NH N XÉT CHUNG ........................................................................................28
CH

NG 3. NGHIÊN C U S

D N SÔNG H NG

BI N

O N QUA HÀ N I TR

TI T C A CÁC CƠNG TRÌNH H
3.1. NGHIÊN C U S

I CH

BI N

CH A TH

I CÁC Y U T

DÒNG CH Y, LỊNG
C VÀ SAU KHI CĨ

I U

NG NGU N ...................29
DỊNG CH Y TRONG LỊNG

D N O N SƠNG NGHIÊN C U ........................................................................29
3.1.1.

c đi m các cơng trình h th ng th

3.1.2. Bi n đ i v các đ i l
ngu n

ng ngu n h th ng sông H ng ..........29

ng đ c tr ng dòng ch y do đi u ti t c a các h th

ng

.....................................................................................................................35


3.1.3. S bi n đ i m c n

c theo các c p l u l

ng (quan h Q - H) cho đ n n m

g n nh t .....................................................................................................................47
3.1.4. S bi n đ i t l phân chia l u l
h

ng t sông H ng qua sông

ng đ a hình c a thơn B c C u t i phân chia l u l

3.2. S

u ng và nh

ng.......................................55

PHÁT TRI N HÌNH THÁI C A LỊNG D N SƠNG H NG

O N

QUA HÀ N I ...........................................................................................................57
3.2.1. Di n bi n trên m t b ng ..................................................................................57
3.2.2. Di n bi n trên m t c t ngang ..........................................................................65
3.2.3. Di n bi n trên m t c t d c ..............................................................................75
3.2.4. Phân tích ngun nhân s phát tri n hình thái c a lòng d n...........................76
3.3. NH N XÉT CHUNG ........................................................................................77
CH

NG 4.

NH H

NG GI I PHÁP

N

NH LỊNG D N SƠNG

H NG O N QUA HÀ N I .................................................................................79
4.1. CÁC YÊU C U C A CÁC NGÀNH KINH T XÃ H I

IV I

O N

SƠNG ........................................................................................................................79
4.1.1. u c u c a cơng tác phịng ch ng l .............................................................79
4.1.2. Yêu c u c a lu ng l ch giao thông v n t i th y .............................................80
4.1.3. Yêu c u c a xây d ng thành ph và các yêu c u khác ...................................80
4.2.

IT

NG CH NH TR ................................................................................81

4.3.

IT

NG TÁC

NG ................................................................................82

4.4. TUY N CH NH TR .........................................................................................83
4.4.1. L a ch n th sông ...........................................................................................83
4.4.2. Nút kh ng ch và các đo n b đ nh h

ng c n duy trì...................................84

4.4.3. Các tham s tuy n ch nh tr .............................................................................84
4.4.4. M t b ng tuy n ch nh tr .................................................................................84
4.5. B TRÍ CƠNG TRÌNH CH NH TR

I V I O N SÔNG HÀ N I ........85

4.5.1. Ch d n chung .................................................................................................85
4.5.2. M t b ng b trí cơng trình ...............................................................................85


4.6. THI T K S

B

CHO M T CƠNG TRÌNH B O V B

SÔNG H NG

O N HÀ N I ........................................................................................................89
4.6.1. Các tài li u ph c v thi t k cơng trình ..........................................................89
4.6.2. Gi i pháp k thu t xây d ng m hàn ..............................................................91

4.6.3. Tính tốn v t li u làm m hàn ........................................................................92
4.6.4. Tính tốn ki m tra n đ nh cơng trình.............................................................94
K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................98
1. K T LU N ...........................................................................................................98
2. KI N NGH ..........................................................................................................98
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................99


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1. K t qu tính tốn l u l

ng t o lịng ........................................................12

B ng 2.1. Hi u ch nh cao đ th y v n theo cao đ Qu c gia ...................................25
B ng 3.1. M c n

c sông H ng t i Hà N i tr

c khi có h ch a ...........................39

B ng 3.2. M c n

c sông H ng t i Hà N i sau khi có h ch a...............................40

B ng 3.3. M c n

c H ng v i các c p Q qua các th i k t i S n Tây...................48

B ng 3.4. M c n

c H ng v i các c p Q qua các th i k t i Hà N i ....................49

B ng 3.5. M c n

c H v i các c p Q qua các th i k t i Th

ng Cát ....................50

B ng 3.6. S thay đ i t l phân l u vào sông u ng qua các th i k ....................55
B ng 3.7. Các tham s đ c tr ng c a các th sông H ng đo n Hà N i....................63
B ng 3.8. S li u m t c t ngang mùa ki t ng v i m c n
B ng 3.9. S li u m t c t ngang mùa trung ng v i m c n
B ng 3.10. S li u m t c t ngang mùa l

ng v i m c n

c 3,47m t i Hà N i .....71
c 9,5m t i Hà N i .....72
c 13,4m t i Hà N i ......73

B ng 3.11. S bi n đ i dung tích lịng d n (106m3) so v i n m 1976 ......................74
B ng 4.1. Kích th

c lu ng giao thông th y ............................................................80

B ng 4.2. Ch tiêu c lý c a l p 1 .............................................................................90
B ng 4.3. Ch tiêu c lý c a l p 2 .............................................................................90
B ng 4.4. K t qu tính tốn đ

ng kính viên đá theo tiêu chu n .............................93

B ng 4.5. K t qu tính tốn đá dìm bè ......................................................................94
B ng 4.6. K t qu tính tốn áp l c th y đ ng ...........................................................95
B ng 4.7. K t qu tính tốn n đ nh .........................................................................95
B ng 4.8. K t qu tính tốn h xói............................................................................97


DANH M C HÌNH V
Hình 0.1. V trí đ a lý đo n sông H ng qua Hà N i ...................................................2
Hình 3.1. Quá trình Q – t t i S n Tây qua các th i k .............................................36
Hình 3.2. Quá trình Q – t t i Hà N i qua các th i k ...............................................37
Hình 3.3. Quá trình H – t t i S n Tây qua các th i k .............................................42
Hình 3.4. Quá trình H – t t i Hà N i qua các th i k ...............................................42
Hình 3.5. Quá trình l u l

ng bùn cát l l ng t i S n Tây qua các th i k ............44

Hình 3.6. Quá trình l u l

ng bùn cát l l ng t i Hà N i qua các th i k ..............45

Hình 3.7. Quá trình H – t tháng 3 t i S n Tây qua các th i k ................................46
Hình 3.9. Quan h Q – H tr m S n Tây....................................................................52
Hình 3.10. Quan h Q – H tr m Hà N i ...................................................................53
Hình 3.11. Quan h Q – H tr m Th

ng Cát ............................................................54

Hình 3.12. M t b ng đo n sơng qua các th i k .......................................................62
Hình 3.13. S đ các th sơng chính .........................................................................64

Hình 3.14. Di n bi n m t c t 31 – sông H ng ..........................................................66
Hình 3.15. Di n bi n m t c t 34 – sơng H ng ..........................................................67
Hình 3.16. Di n bi n m t c t 37 – sông H ng ..........................................................67
Hình 3.17. Di n bi n m t c t 42 – sơng H ng ..........................................................68
Hình 3.18. Di n bi n di n tích m t c t ngang mùa ki t ............................................69
Hình 3.19. Di n bi n di n tích m t c t ngang mùa n

c trung ................................70

Hình 3.20. Di n bi n di n tích m t c t ngang mùa l ...............................................70
Hình 3.21. Di n bi n đ

ng l ch sâu qua các n m đo n sông H ng – Hà N i ........75

Hình 4.1. m t b ng b trí cơng trình ph

ng án 1 ....................................................87

Hình 4.2. M t b ng b trí cơng trình ph

ng án 2 ...................................................88

Hình 4.3. S đ tính tốn bè chìm.............................................................................93
Hình 4.4. M t c t tính tốn n đ nh tr

t ph ng .......................................................94

Hình 4.5. M t c t tính tốn n đ nh tr

t mái...........................................................96

Hình 4.6. K t qu tính tốn n đ nh tr

t mái ..........................................................96


DANH M C CH
ADB

VI T T T

Asian development bank

BBB

ng b ng B c B

BNB

ng b ng Nam B

HTL

i h c Th y L i

HXD

i h c Xây D ng

HLTL

Hành lang thoát l

JICA

Japan International Cooperation Agency

KH & CN

Khoa h c và Công ngh

KHKT

Khoa h c K thu t

KHTL

Khoa h c Th y l i

MC

M tc t

nnk

Nh ng ng

TKGTVT

Thi t k Giao thông V n t i

TVXD

T v n xây d ng

i khác


1

M
1. TÍNH C P THI T C A

U

TÀI

L l t, s t l , b i t luôn là m i đe do cho dân sinh kinh t xã h i

đ ng

b ng B c B nói chung và Th đơ Hà N i nói riêng.
ph c v phịng ch ng l l t, phát đi n và giao thông th y m t cách c
b n, t nh ng n m 70 c a th k XX chúng ta đã ti n hành xây d ng các h ch a
n

c phía th

ng ngu n các sơng

ng b ng B c b .

n nay đã có 4 h đi vào

ho t đ ng là h Thác Bà trên sông Ch y (2,16 t m3, kh i công n m 1964, khánh
thành n m 1975); h Hịa Bình trên sơng

à (9 t m3, kh i công n m 1979, khánh

thành n m 1994) và h Tuyên Quang trên sông Gâm (2,245 t m3, kh i công n m
2002, khánh thành 2009). H S n La trên sông

à (9,26 t m3, kh i công n m

2006, khánh thành 2012).
Vi c xây d ng và đ a các h ch a n

c th

ng ngu n tham gia đi u ti t l i

phân b theo th i gian đ i v i dòng ch y h du đã làm thay đ i quá trình l u l

ng,

quá trình bùn cát…, d n đ n s tái t o l i hình thái lịng sơng, phân b l i các khu
v c xói b i. T đó, xu t hi n nh ng tình hu ng b đ ng khi ph i đ i phó v i nh ng
hi n t

ng vơ hi u hóa s làm vi c c a các cơng trình đ

c thi t k và xây d ng

v i nh ng đi u ki n c . Có th l y nhi u d n ch ng cho các nh n đ nh trên t th c
t trên đo n sơng H ng qua Hà N i, xói l gia t ng và xu t hi n

các v trí m i nh

T m Xá, Ng c Th y; các bãi b i cát thô nhi u h n, t l phân chia l u l
đ il n

c a u ng; m c n

c mùa ki t xu ng th p ch a t ng th y v.v…

Vì v y, vi c đánh giá đ

c tác đ ng đi u ti t c a các h ch a th

ng thay

ng ngu n

đ i v i s thay đ i ch đ dịng ch y và s phát tri n hình thái lịng d n sơng h du,
đ c bi t là sông H ng đo n qua th đô Hà N i, trung tâm v n hóa, chính tr c a c
n

c là r t quan tr ng và c n thi t. K t qu nghiên c u s làm c s cho vi c đ a ra

các gi i pháp gi m thi u tác đ ng x u khi đi u ti t c a các h ch a th

ng ngu n.


2

2. M C ÍCH C A
- Làm sáng t đ

TÀI
c tác đ ng c a đi u ti t các h ch a th

ng ngu n đ i v i

ch đ dịng ch y và s phát tri n hình thái lịng d n sơng H ng đo n qua Hà N i;
-

xu t đ nh h

ng các gi i pháp gi m thi u tác đ ng b t l i đ n lịng d n

sơng H ng đo n qua Hà N i.
3.

IT
-

NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U
it

ng nghiên c u c a đ tài là sông H ng đo n qua th đô Hà N i.

- Ph m vi nghiên c u sông H ng đo n qua Hà N i (t Th
Khuy n L

ng) dài kho ng 40km theo đ

ng Cát đ n

ng tr ng ch l u, ch y qua đ a ph n

hành chính c a các huy n T Liêm, qu n Tây H , qu n Hoàn Ki m, qu n Hai Bà
Tr ng và huy n Thanh Trì

b ph i, các huy n ơng Anh, Gia Lâm

Hình 0.1. V trí đ a lý đo n sơng H ng qua Hà N i

b trái.


3

4. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U
gi i quy t m c tiêu và nhi m v trên, lu n v n s s d ng t ng h p m t s

ph

ng pháp nghiên c u sau đây:
- Ph

ng pháp kh o sát, đi u tra th c đ a vùng nghiên c u;

- Ph

ng pháp k th a: Thu th p, h th ng hóa, x lý các k t qu nghiên c u

có liên quan;
- Ph

ng pháp phân tích s li u th c đo th y v n, bùn cát, đ a hình,…;

- Ph

ng pháp phân tích t các bi u đ , hình v b ng vi c so sánh, nh n xét.

5. Ý NGH A KHOA H C VÀ TH C TI N
5.1. Ý ngh a khoa h c
Do vi c đ a vào ho t đ ng c a các h ch a n
thay đ i quá trình l u l

ng n

c

th

ng ngu n s làm

c và bùn cát d n đ n nh ng bi n đ i l n đ i v i các

y u t khác nh quan h Q – H, t l phân l u, hình thái m t b ng, m t c t ngang,
m t c t d c, t đó có nh ng nh h

ng đ n tuy n ch nh tr , b trí cơng trình ch nh

tr , ….
Lu n v n đ c p đ n h u h t các v n đ đó, đ a ra các so sánh, phân tích,
đánh giá nh h
lòng d n

ng đi u ti t c a các h ch a th

ng ngu n đ n q trình di n bi n

h du sơng H ng đo n qua Hà N i.

5.2. Ý ngh a th c ti n
Khi đi u ti t các h ch a th
nhi u: L u l

ng ngu n vùng h du sông b

nh h

ng r t

ng phù sa gi m đi, quan h Q – H thay đ i d n đ n kh n ng thốt l

c a lịng d n thay đ i, t l phân l u t i các c a sơng và quan h hình thái c a t ng
đo n sông c ng thay đ i nhi u. Vi c nghiên c u các bi n đ i trên mang ý ngh a
th c ti n r t cao. Trên c s nh ng k t qu nghiên c u s đ a ra đ
phù h p đ gi m thi u tác đ ng x u khi đi u ti t các h ch a n

c th

c các gi i pháp
ng ngu n.


4

CH

NG 1

T NG QUAN CÁC NGHIÊN C U V DI N BI N LỊNG D N
SƠNG H NG O N QUA HÀ N I VÀ
1.1. NH NG V N

TV N

T RA CHO O N SÔNG H NG QUA HÀ N I

B t đ u c a đo n sông H ng qua Hà N i đ
Hà N i

NGHIÊN C U

Khuy n L

c tính

Th

ng Cát và ra kh i

ng. T ng chi u dài c a đo n sông kho ng 40km. Trên đo n

sông H ng qua th đô Hà N i có c a phân l u sơng u ng. Vai trị c a c a u ng
có t m quan tr ng đ c bi t t i ch đ th y l c và di n bi n c a đo n sơng. Trên đó
c ng có các c a l y n
Nhu , tr m b m
H ng H i.

c l n là: Th y Ph

ng – c a vào đ

c đi u ti t c a sông

p B c, c ng Xuân Quan – c a vào c a h th ng th y nông B c

c bi t cho t i nay đã có nhi u c u l n t n t i trên đo n sông là: c u

Long Biên, c u Th ng Long, c u Ch

ng D

ng, c u Thanh Trì, c u V nh Tuy, c u

Nh t Tân,…
Có th nói đo n sơng H ng qua Hà N i nh m ch máu ch y gi a lòng Th
ơ. Nó g n bó h u c cùng v i s phát tri n dân sinh kinh t xã h i c a Th

ô Hà

N i.
1.1.1. Các yêu c u v thốt l
- Theo quy trình v n hành liên h ch a S n La, Hịa Bình, Thác Bà và Tuyên
Quang trong mùa l

hàng n m (quy t đ nh 92/2007/Q

– TTg và quy t đ nh

198/Q - TTg), v i các tr n l t i S n Tây có chu k l p l i nh h n ho c b ng 300
n m, ph i gi m c n

c sông H ng t i Hà n i khơng v

t q cao trình 13,1m. V i

các tr n l t i S n Tây có chu k l p l i nh h n ho c b ng 500 n m, ph i gi m c
n

c sông H ng t i Hà N i không v

t q cao trình 13,4m. Nh v y, lịng d n

sơng H ng ph i đ m b o thoát l an tồn cho th đơ Hà N i v i m c n

c l thi t

k l n nh t là 13,4m ng v i tr n l t i S n Tây (Q max = 48500 m3/s) có chu k l p
l i là 500 n m.
- C n duy trì t l phân l u sang sơng
29% đ n 30% l u l

u ng trong mùa l chi m kho ng

ng S n Tây đ đ m b o an tồn cho h th ng đê sơng u ng.


5

- Q trình thốt l c ng ph i đ m b o lịng sơng n đ nh, khơng gây s t l
b sông, s t l mái đê, đ c bi t không gây v đê.
1.1.2. Các yêu c u v giao thông v n t i
Hi n t i, sông H ng là m t trong nh ng tuy n đ

ng th y n i đ a quan tr ng

c a mi n B c v i m t đ tàu l n, có khi lên t i kho ng 500 l
đó có nh ng tàu t i tr ng l n, đây là huy t m ch đ
sơng

Thái Bình, Nam

t/ngày – đêm trong

ng th y liên thơng v i các con

nh và các vùng ph c n. Do đó ph i duy trì tuy n lu ng

l ch và th y v c n đ nh, không gây b i l p các c ng, c n gi m m c n

c dao đ ng

gi a mùa khô và mùa m a, t o đi u ki n thu n l i cho cho giao thông th y.
Tuy có vai trị quan tr ng nh v y, nh ng do ch a đ

c đ u t và phát tri n

nên h u h t các c ng các quy mơ cịn nh , thi t b l c h u n ng l c b c x p hàng
hóa cịn th p, ph

ng ti n giao thơng th y còn l c h u, ch a khai thác h t ti m n ng

còn b ng . Chính vì đi u này nên trong quy ho ch giao thông v n t i th y th đô
Hà N i đ n n m 2030, t m nhìn đ n n m 2050 đ nh h

ng m t s n i dung quan

tr ng nh c i t o n o vét lu ng tuy n, nâng c p xây m i các c ng d c sông H ng và
các sông khác ph c v giao thông th y liên k t v i m ng l

i giao thơng tồn qu c.

C th theo đ án quy ho ch này Hà N i s có 4 c ng đ u m i là c ng
Khuy n L

ng, c ng Phù

ng, C ng S n Tây, C ng T m xá. Cùng v i 4 b n c ng

đ u m i này quy ho ch c ng đ xu t xây d ng, nâng c p các c ng đ a ph

ng nh

Chèm, H ng Vân, Mai Lâm…., làm c ng v tinh cho các c ng đ u m i nêu trên.
Các c ng khách đ

c xác đ nh theo tuy n v n t i khách phù h p v i quy ho ch đô

th c a thành ph và các qu n huy n. Ngoài các c ng khách hi n h u
D

b n Ch

ng

ng s b trí m t s c ng khách khác d c theo tuy n v n t i khách k t h p du

l ch sông H ng, sông u ng, sông áy, sông Tô L ch…
Nh v y, theo quy ho ch này nhu c u giao thông th y trong t
m ng l

ng lai trên

i l u v c sông H ng là r t l n, đ c bi t là đo n qua Hà N i nên yêu c u v

n đ nh tuy n lu ng l ch đ t ra cho nó c ng càng cao h n.


6

1.1.3. Các yêu c u v xây d ng thành ph và các yêu c u khác
1.1.3.1. Xây d ng đơ th
Trên c s có hành lang thốt l quy ho ch ph m vi cho phép xây d ng cơng
trình ph c v cho vi c phát tri n và m r ng thành ph , đ ng th i t ng b

c di d i

dân c n m trong ph m vi hành lang thoát l ra kh i khu v c này; Xây d ng m i
đ ng th i v i vi c phát tri n và b o v t ng kh n ng khai thác các đi m vui ch i
gi i trí, du l ch.
ng th i v i vi c phát tri n đô th ph i đ m b o không gây ô nhi m các con
sông, t o c nh quan môi tr

ng sinh thái xanh – s ch – đ p.

1.1.3.2. n đ nh đ i v i các c a l y n

cl n

- B trái: Tr m b m p B c, c a u ng, c ng Xuân Quan.
- B ph i: Tr m b m an Hoài, c ng Liên M c.

1.1.3.3. B o v an toàn cho các tr , m c u qua sơng
- Hi n có: C u Th ng Long, c u Long Biên, c u Ch

ng D

ng, c u V nh

Tuy, c u Thanh Trì, c u Yên L nh, c u Nh t Tân.
- S xây d ng thêm 4 c u n a: C u Phú Gia, c u T Liên, c u Th
1.2. VÀI NÉT V L CH S

ng Cát.

NGHIÊN C U

1.2.1. Các giai đo n khoa h c – công ngh
- Ngay t khi d i th đô v Th ng Long (th k XI) đã ph i đ u tranh ch ng
v i l sông H ng, đ i Lý Nhân Tông đã cho đ p đê ph

ng C Xá b o v th đô

Th ng Long. Tri u tr n (th k XIII) cho đ p đê sông H ng t th

ng ngu n ra đ n

bi n.
-D

i th i Pháp thu c, cùng v i vi c xây d ng c u Long Biên, các cơng

trình ch nh tr b o v c u đã đ
c ng Hàng M m, lúc đó n m

c xây d ng. Ng

i Pháp c ng ti n hành xây d ng

h l u c u Long Biên, đ u ph Hàng M m bây gi .

- T 1971 ÷ 1980 là th i k ti n hành gi i phóng các v t c n trong lịng sông.


7

- T 1981 ÷ 1990 là th i k ti n hành các d án ch ng b i l p c ng Hà N i
và b o v b sông.
- T 1991 đ n nay là th i k ti n hành c ng c , kiên c hóa h th ng đê
phịng l , c ng hóa b sông.
1.2.2. Các đ tài nghiên c u khoa h c c p Nhà n
công ngh
- Ch

c và các d án khoa h c –

ng trình ti n b khoa h c k thu t c p nhà n

c 06.05 (n m 1981 -

1985) có các đ tài sau:
+ 06.05.01.01 – Nghiên c u cơng trình b o v b ch ng xói, do GS.TS. V

T t Uyên làm ch nhi m [ 43] ;
+ 06.05.01.03 – Nghiên c u d báo lan truy n xói sâu Sơng

à và sơng

H ng khi h Hịa Bình và T Bú ho t đ ng, do PGS. TS. Hoàng H u V n làm ch
nhi m [ 45] ;
+ 06.05.01.04 – Nghiên c u cơng trình ch nh tr đo n sơng H ng đ ch ng
b i l p c ng Hà N i, do TS. Nguy n Ng c C n làm ch nhi m [ 2] .
-

tài c p nhà n

c 34A.06.03 “Nghiên c u các tuy n lu ng ph c v v n

t i pha sông bi n đ n o vét ch nh tr trên các tuy n lu ng y – đ c bi t là tuy n
L ch Giang – Hà N i” do GS. TS. L

ng Ph

- Các đ tài khoa h c đ c l p c p nhà n

ng H u (1986) ch trì [ 7 ] .
c KC –

L 94 – 15 (1994 – 1996)

nghiên c u v :
+ Xác l p hành lang thốt l đo n h du sơng H ng t S n Tây đ n H ng
Yên do GS. TS. V T t Uyên ch trì [ 44] ;

+ Xác l p tuy n ch nh tr đo n h du sông H ng t S n Tây đ n c a Lu c do
GS. TS. V T t Uyên và PGS. TS. Nguy n V n Toán ch trì [5] ;
+ Q trình xói b i, di n bi n lịng d n h du d
Hịa Bình do PGS. TS. Nguy n V n Tốn ch trì [35] ;

i tác đ ng đi u ti t c a h


8

+
t

nh h

ng c a vi c đi u ti t h Hịa Bình đ n vi c phát đi n, l y n

i, tiêu, giao thông th y và các yêu c u dùng n

c

c khác…do PGS. TS. Tr n ình

ng ch trì [5] .

H i và TS. Tr n Qu c Th

- D án “ ánh giá th c tr ng lịng d n sơng H ng – sơng Thái Bình nh
h

ng t i suy gi m kh n ng thoát l và đ xu t ph

ng án ch nh tr t i nh ng

tr ng đi m” (Vi n Khoa h c Th y l i, 2001) [ 4] .
-

tài c p nhà n

c KC08.14/06-10 “Nghiên c u các gi i pháp Khoa h c –

Công ngh cho h th ng cơng trình ch nh tr trên các đo n sông tr ng đi m vùng
BBB và BNB do GS. TS L

ng Ph

ng H u ch trì. [13]

1.3. NH NG K T QU NGHIÊN C U C

B N

1.3.1. V q trình lịng d n
Trên th gi i có nhi u tác gi nghiên c u v phân lo i q trình lịng d n
nh : Roxinxki K.I. và Kuzmin I.A, Antunin C.T, Kondratev H.E. và Popov I.B,
Snitsenko B. Φ . (1980). Trong đó, Snitsenko B. Φ . đã nghiên c u trên 183 đo n c a
35 sông

Liên Xơ, có chi u dài t ng c ng là 4.523 km đã đi đ n hai cách phân

lo i [5] :
1. D a vào t s B 0 /B và I 0 /I (trong đó B 0 , I 0 là chi u r ng và đ d c đáy
l ng sông, I là đ d c m t n

c khi ch a ng p bãi và B là chi u r ng lịng sơng).

2. Dùng ch tiêu t ng h p A = I 0 B 0 /IB.
Theo tiêu chu n phân lo i q trình lịng d n c a Snitsenko B. Φ ., GS. TS.
V T t Uyên [ 42] – Vi n khoa h c Th y l i đã phân đo n sông H ng t Vi t Trì –
Hà N i thành 4 đo n, ba lo i:
1) o n sông phân nhánh ki u lịng sơng là đo n t Trung Hà t i Phú Châu.
2) o n sông cong h n ch là đo n t Phú Châu t i Vân C c.
3) o n sông cong n a ch ng là đo n t Vân C c t i c u Long Biên.
4) o n sông cong h n ch c u Long Biên – Xuân Quan.


9

1.3.2. V tính n đ nh và quan h hình thái
Tính ch t khơng bi n đ i c a hình d ng, kích th

c, v trí trung bình th i

gian và khơng gian c a lịng d n c s g i là tính n đ nh c a lịng sơng.
- Loxtin B. M. (1879) là ng

i đ u tiên đ a ra ch tiêu n đ nh theo chi u

d c sông. Tác gi cho r ng m c n đ nh này đ

c quy t đ nh b i t s gi a s c c n

c a cát ch ng l i s chuy n đ ng c a áp l c th y đ ng theo chi u dịng n
d ng lên cát lịng sơng. H s

c tác

n đ nh theo chi u d c sơng c a Loxtin B. M. có

d ng [19] :
ϕh =

d
I

(1.1)

Trong đó:
d:
I:

ng kính bùn cát l l ng (mm);
d cm tn

c (m/km).

- Antunin C.T. c n c vào tài li u đo đ c nhi u n m
đ a ra h s

sông vùng Trung Á đã

n đ nh theo chi u r ng sông [12] [19] [ 20] :
ϕB =

BI 0,2
Q 0,5

(1.2)

Trong đó:

ϕB : H s

n đ nh chi u r ng lịng sơng; h s càng nh thì đ

b sơng càng l n;
B: Chi u r ng lịng sơng t
Q: L u l

ng ng v i l u l

ng t o lịng sơng (m3/s).

ng t o dịng (m);

n đ nh c a


10

- Vi n Nghiên c u Th y v n Liên Xô (1924) đ xu t h s

n đ nh theo

ng t o dòng [12] [19] :

chi u r ng và chi u sâu ng v i l u l

Bm
=k
h

(1.3)

- Velikanôp (1958), đ xu t lý thuy t tiêu hao n ng l

ng nh nh t đ nghiên

c u v tính n đ nh hình thái c a lịng sơng.
- Các tác gi Anh, M đ a ra lý thuy t ch đ (Regine theory), đ xu t các
c ng th c v quan h hình thái n đ nh c a lịng sơng.
-

Vi t Nam, tính n đ nh và quan h hình thái lịng sơng đ

c nhi u tác gi

nghiên c u vào nh ng n m 70 – 80 c a th k XX, đi n hình là nghiên c u c a
Nguy n Th i Giáp, Lê Ng c Bích, L

ng Ph

ng H u (1980), thơng qua gi thi t

s phát tri n hình thái lịng sông tuân theo nguyên t c đ bi n đ ng nh nh t c a
lòng d n, đ xu t bi u th c [12] :
=
M M day + aM bo

(1.4)

Trong đó:
M:

bi n đ ng chung c a dịng d n;

M đáy , M b : L n l

t là đ bi n đ ng c a đáy sông, b sơng;

a: H s t l .
T đó đã đ xu t công th c xác đ nh quan h hình thái c a m t c t ngang:
B = kb
h = kh

ω

0,24

S 0,24 0,57

Qf
g 0,40 d 0,32

(1.5)

g 0,05 d 0,24

(1.6)

ω

0,43

S 0,43

Q 0,32
f

Trong đó:
B, h: Chi u r ng trung bình, chi u sâu trung bình n đ nh c a lịng sơng (m);


11

Qf: L u l
d:

ng t o lịng (m3/s);

ng kính h t cát t o lòng (m);

S: S c t i cát (kg/m3);
ϖ:

thô th y l c (m/s).

i v i đo n sông H ng L ch Giang – Hà N i, t phân tích s li u th c đo
t i các đo n sông n đ nh, tác gi đã xác đ nh các h s [9] :
kb = 1,580

(1.7)
(1.8)

kh = 0,312

- Sau khi xây d ng nhà máy th y đi n Hịa Bình trên sơng
l ul

ng đ

c đi u ti t, l u l

à, do quá trình

ng t o dịng thay đ i, quan h hình thái lịng sơng

h du c ng thay đ i. Trong đi u ki n này có nghiên c u c a Phùng Quang
Phúc [ 21] , trong khuôn kh đ tài lu n án ti n s n m 1996.
1.3.3. V l u l

ng t o lịng

Lịng d n sơng đ

c hình thành d

i tác d ng lâu dài c a m t q trình dịng

ch y t nhiên trong m t đi u ki n đ a lý, đ a ch t, khí h u, th y v n nh t đ nh. M t
l ul

ng đ c tr ng cho q trình l u l

ng t nhiên đó đ

c g i là l u l

ng t o

lòng.
Tr

c n m 1989, lịng d n sơng H ng đ

c t o ra trong ch đ dòng ch y t

nhiên c a l u v c. Nh ng khi có nhà máy th y đi n Hịa Bình trên sơng
trình l u l

ng đ

V l ul

c đi u ti t nên l u l

à, quá

ng t o lòng đã thay đ i.

ng t o lịng trên sơng H ng, có nhi u tác gi tính tốn trong các đ

tài nghiên c u c a mình nh L u Cơng

ào, Vi V n Vy, Lê Ng c Bích, V T t

Uyên,…Trong báo cáo khoa h c thu c ch

ng trình 06 – 05, PGS. TS. Hoàng H u

V n đã t ng h p k t q tính tốn l u l
Bú đi u ti t (b ng 1.1).

ng t o lòng khi có h Hịa Bình và h T


12

T b ng 1.1. cho th y, khi h Hòa Bình ho t đ ng do dung tích c t l lòng
h quá nh , ch đ t o lòng
các đ nh l đã đ

h l u có thay đ i nh ng khơng l n. Khi có h T Bú

c đi u ti t, ch đ t o lòng sơng H ng qua Hà N i s có nh ng

thay đ i c b n theo xu h

ng dòng n

c đi u hòa h n [ 45] .

B ng 1.1. K t qu tính tốn l u l

ng t o lịng

T nhiên

Sau Hịa Bình

Sau S n La

Q TL (m3/s)

Q TL (m3/s)

Q TL (m3/s)

S n Tây – C u u ng

11.500

11.000

6.850

C a u ng – C a Lu c

8.600

8.300

5.680

Tên đo n sông

1.3.4. V kh n ng v n chuy n bùn cát
nghiên c u v kh n ng xói b i c a lịng sơng, y u t quan tr ng c n xác
đ nh là kh n ng t i cát c a dòng ch y S 0 . Lòng d n s m t n đ nh, b i ho c xói
khi S 0 l n h n ho c nh h n S (S là hàm l

ng bùn cát th c t trong sông) [12]

[19] .
V kh n ng t i cát c a dòng ch y, th
Tr

ng dùng công th c n i ti ng c a

ng Th y C n:
m

 V3 
3
S0 = K 
 (kg/m )
 gRW 

Trong đó:
S 0 – Kh n ng t i cát c a dòng ch y (kg/m3);
V – V n t c trun bình m t c t (m/s);
R – Bán kính th y l c (m);
W–

thơ th y l c (m/s);

K, m là h s và s m , xác đ nh b ng s li u th c đo.

(1.9)


13

Vi t Nam, các tác gi Vi V n V (1984) [ 46] , PGS. Hoàng H u V n
(1986) [ 45] , GS. L

ng Ph

ng H u [12] ,…đã xác đ nh các h s K và m cho các

sông vùng đ ng b ng B c B . Cơng th c (1.9) đ

thái cân b ng bão hịa t

c xây d ng t

ng ng v i tr ng

ng đ i, khơng xói, khơng b i (S = S 0 ).

PGS. TS. Hoàng H u V n [ 45] d a trên ph

ng pháp phân tích s li u th c

đo v bùn cát l l ng tr m Hịa Bình và S n Tây tác gi đã ki n ngh s d ng cơng
th c tính tốn s c chuy n cát:
3

V 3  V 4
3
ST = 0, 00036   (kg/m )
ε ω 

(1.10)

Trong đó:
ε=

S T - S c t i cát c a dòng n

ghV
MC

(1.11)

c cho toàn b t h p h t;

C – H s Chezy (m1/2/s);
M = 48 khi C ≥ 60; M = 0,7C + 6 khi C < 60.
1.4. CÁC K T QU NGHIÊN C U PH C V S N XU T
1.4.1. V hành lang thoát l (HLTL)
1.4.1.1. Nghiên c u thốt l đo n sơng H ng S n Tây – V n Phúc
Sau l l ch s 1971, Vi n Khoa h c Th y l i nghiên c u tuy n thốt l sơng
H ng đo n S n Tây – V n Phúc trên mơ hình v t lý. Mơ hình có t l ngang 1/500,
t l đ ng 1/80. T mơ hình Vi n Khoa h c Th y l i đã đánh giá kh n ng thốt l
c a đo n sơng. Nh ng k t lu n chính rút ra t nghiên c u này là [ 41] :
- H th ng đê b i đã thu h p tuy n thoát l r t nhi u và làm dâng cao m c
n

c l trên sơng H ng. N u phá b hồn tồn đê b i trên đo n S n Tây – V n

Phúc thì m c n
xu ng 30cm;

c t i Hà N i t

ng ng v i l 1971 (Q=34.200m3/s) có th h


14

- Xác đ nh đ

c kho ng cách h p lý gi a hai tuy n đê chính hi n nay.

Kho ng cách h p lý c a hai tuy n đê là kho ng cách đ cho thoát l đ
không làm dâng cao m c n
đ t trên bãi sơng

cl .

ng th i có th khai thác đ

c t t nh t

c m t ph n qu

nh ng đo n sơng có kho ng cách q r ng.

Trong d án “ ánh giá th c tr ng lòng d n sơng H ng – sơng Thái Bình nh
h

ng t i suy gi m kh n ng thoát l và đ xu t ph

ng án ch nh tr t i nh ng

tr ng đi m” (Vi n Khoa h c Th y l i, 2001), qua k t qu phân tích quan h Q – H
tram S n Tây, tr m Th

ng Cát, Tr m Hà N i các th i k đã đ a ra nh ng nh n

xét sau [ 4] :

- Xét t i các v trí c đ nh, t n m 1960 – 1999, kh n ng thốt l c a đo n
sơng đã b suy gi m, c th v i cùng m t c p l u l

ng l thi t k , m c n

ct i

S n Tây đã t ng g n 1,0m, t i Hà N i kho ng 0,5m và t i H ng Yên kho ng 0,7m;
- Xét trên toàn đo n, v i c p l u l
m cn

c d c tuy n sơng đ u có xu h

ng l t i S n Tây Q ST = 20.000m3/s,

ng t ng và tr s t ng vào kho ng t 0,4m

đ n 0,8m.
1.4.1.2. Nghiên c u quy ho ch thốt l sơng H ng c a C c ê đi u
N m 1975, C c

ê đi u B Th y l i l p báo cáo quy ho ch t ng kh n ng

thoát l c a sơng H ng. N i dung chính là quy ho ch l i vi c s d ng bãi sông, san
phá các đê b i c n tr thoát l , m r ng tuy n đê chính

ch quá h p, c t th ng

nh ng ch lịng sơng q cong [ 44] .
Trong quy ho ch đã tính th y l c cho đo n sông H ng S n Tây – V Thu n

v i nhi u ph

ng án c i t o, v i 2 c p l u l

28.150m3/s). K t qu đã ch n ph

ng (Q ST = 34.200m3/s và Q ST =

ng án có n i dung chính nh sau:

- Gi nguyên các đê b i Liên M c (km47 ÷ km53), T Liên (km59 ÷ km65);
- Phá b m t ph n các đê b i: Yên L c, Yên Lãng, Thanh Trì;
- o n Hà N i có hai b i T m Xá, ông D s ph i phá b ;
- U n th ng đo n sông cong g p Ngô Xá – V Thu n.


15

Theo k t qu mơ hình tốn c a ph

ng án trên, m c n

c l t i c u Long

Biên h th p t 24cm đ n 34cm. Các tr s này x p x v i các trí s c a Vi n Khoa
h c Th y l i nghiên c u trên mơ hình v t lý khi san phá hoàn toàn đê b i trên đo n
sơng này.
1.4.1.3. Hành lang thốt l đo n S n Tây – H ng Yên n m 1995 - 1997
D a trên c s mơ hình tốn k t h p v i phân tích tính tốn và nghiên c u
th c đ a, GS. TS V T t Uyên đã đ xu t hành lang thoát l (HLTL) đo n S n Tây

– H ng Yên, c th nh sau [35] [ 44] :
- Chi u r ng HLTL b ng 3B 0 (t S n Tây đ n c a

u ng B = 2400m, c a

c a u ng đ n H ng Yên B =2100m).
- Nh ng vùng tuy n đê chính h p h n 3B 0 , nói chung gi nguyên hi n tr ng.
Nh ng vùng tuy n đê m r ng hay thu h p đ t ng t, đ

c thay đ i chi u r ng và v

trí c a HLTL cho thu n dịng ch y.
1.4.1.4. Các cơng trình kè b
Các cơng trình kè b trong đo n sơng Hà N i do B Nông nghi p và Phát
tri n Nông thôn và
- Kè Th y Ph

y ban Nhân dân thành ph Hà N i xây d ng bao g m:
ng (1996) thu c d án ADB;

- Kè Phú Gia (1997) thu c d án ADB;
- Kè T Liên (1998);
- Kè Xuân Canh (1956 và 1999);
- Kè Hàm T - Ch

ng D

ng (1983).

Các cơng trình c a ngành Th y l i ch y u t p trung vào gi b , ch ng s t

l chân đê. Cao đ đ nh kè b t 9,5m đ n 11,5.


16

1.4.2. V tuy n ch nh tr
1.4.2.1. Cơng trình ch nh tr c a ng

i Pháp

Vào nh ng n m 1910 – 1940, ng

i Pháp đã t p trung ch nh tr đ c i thi n

lu ng l ch khu v c Trung Hà, song k t qu không t n t i lâu. Sau đó là s m t n
đ nh kéo dài 30 – 40 n m cho t i khi gi i phóng Hà N i [ 2] [ 4] [5] [ 22] . T t c các
cơng trình ch nh tr nh m đ a ch l u v c ng Hàng M m, v trí
Biên kho ng 1km, m c dù t n kém nh ng không đ t đ

h l u c u Long

c k t qu , do v y ph i

chuy n c ng xu ng Phà en nh v trí ngày nay.
1.4.2.2. Cơng trình nghiên c u kh c ph c b i l p c ng Hà N i
Tr
h

c nh ng n m 80 lu ng l ch đo n sông Hà N i thay đ i liên t c nh

ng t i v n t i th y. C ng Hà N i nhi u n m b b i l p không v n hành đ

c. T

đ u n m 80 B Giao thông đã tri n khai m t d án l n kéo dài nhi u giai đo n và
hi n nay v n ti p t c, nh m n đ nh lu ng l ch và ch ng sa b i c ng Hà N i

[ 2] [ 22] . Kiên trì và đ
đo n Hà N i đã t

u t khá nhi u, cho đ n nay đ nh hình v tuy n lu ng l ch

ng đ i n đ nh. C ng Hà N i đã ho t đ ng t

ng đ i t t.

Các c m cơng trình chính c i t o lu ng l ch g m [36] :
- C m 15 m hàn

bãi T m Xá, có cao đ đ u kè +7,0m, xây d ng trong các

n m 1994 đ n 1996;
- C m công trình 4 m hàn Phú Gia – T Liên, cao đ đ u kè t 5,0 đ n
6,5m, xây d ng trong các n m 1993 – 1998;
- C m cơng trình 5 m hàn

bãi T Liên – Trung Hà, cao đ đ u kè t +6,0

đ n 6,5m;
- C m cơng trình 3 m hàn Th ch C u, cao đ kè t +6,0 đ n 7,0m, xây

d ng vào các n m 1988 – 1991.