Nghiên cứu diễn biến, quan hệ hình thái sông nhà bè (sông chịu ảnh hưởng triều) và đề xuất các giải pháp nhằm ổn định lòng dẫn

-1-

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----oOo-----

ĐỖ HOÀI NAM

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN, QUAN HỆ HÌNH THÁI
SÔNG NHÀ BÈ (SÔNG CHỊU ẢNH HƯỞNG TRIỀU) VÀ
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN
Chuyên ngành : Xây dựng Công trình biển

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2008


-2-

CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Minh Quang
PGS.TS Hoàng Văn Huân

Cán bộ chấm nhận xét 1:
PGS.TS Huỳnh Thanh Sơn – Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh

Cán bộ chấm nhận xét 2:

PGS.TS Nguyễn Thế Biên – Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam

Luận văn Thạc só được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngày 31 tháng 7 năm 2008


-3-

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

---oOo---

----------------

Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm
2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Đỗ Hoài Nam

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 19/10/1975

Nơi sinh: Thái Bình

Chuyên ngành: Xây dựng Công trình biển
1- TÊN ĐỀ TÀI:

MSHV: 00205029

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN, QUAN HỆ HÌNH THÁI SÔNG NHÀ BÈ
(SÔNG CHỊU ẢNH HƯỞNG TRIỀU) VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI
PHÁP NHẰM ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Tổng quan về nghiên cứu hình thái sông.
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến diễn biến và hình thái lòng dẫn
sông Nhà Bè.
- Nghiên cứu diễn biến và hình thái lòng dẫn sông Nhà Bè.
- Xây dựng các quan hệ hình thái sông Nhà Bè.
- Đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn sông Nhà Bè.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

17/12/2007

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

30/06/2008

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS Trần Minh Quang
PGS.TS Hoàng Văn Huân
Nội dung và đề cương Luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành
thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Họ tên và chữ ký)
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


-4-


-5-

LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình thực hiện Luận văn, tôi đã nhận được sự trợ giúp q báu
của rất nhiều tổ chức và cá nhân.
Tôi muốn được bày tỏ lòng cám ơn chân thành tới các Phòng, Ban cùng
tập thể Quý thầy cô của trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, đặc biệt là
các thầy cô trong Bộ môn Cảng & Công trình biển - những người không những
đã rèn luyện và trang bị cho tôi những kiến thức mới nhất và tiên tiến nhất về
khoa học kỹ thuật Cảng và công trình biển mà còn giúp tôi thêm vững tin hơn
khi làm công tác nghiên cứu khoa học.
Xin chân thành cám ơn tới Ban Giám đốc Viện, Ban Lãnh đạo và các anh
chị thuộc Phòng Nghiên cứu Động lực sông, ven biển và Công trình bảo vệ bờ –
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã giúp đỡ toàn bộ số liệu để thực hiện
Luận văn này cũng như tạo điều kiện sắp xếp thời gian học tập và nghiên cứu
khoa học của tôi trong thời gian qua được thuận lợi.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn Trần
Minh Quang và Hoàng Văn Huân – những người đã trực tiếp chỉ bảo cho tôi
những kiến thức khoa học và những lời khuyên nhủ chân tình trong suốt thời
gian làm Luận văn.
Chắc chắn Luận văn sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ

về mọi mặt của bạn bè, các đồng nghiệp và nhất là những thành viên thân yêu
trong gia đình tôi. Đó là những người luôn gần gũi động viên tôi trong quá trình
thực hiện Luận văn, là động lực và chỗ dựa tinh thần để tôi phấn đấu. Cho tôi
được gửi lời tri ân tới mọi người.
Một lần nữa tôi xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc và lời chúc sức
khỏe, hạnh phúc, thành công trong cuộc sống tới tất cả mọi người.
Tp. Hồ Chí Minh 30/6/2008


-6-

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài: “Nghiên cứu diễn biến, quan hệ hình thái sông Nhà Bè (sông
chịu ảnh hưởng triều) và đề xuất các giải pháp nhằm ổn định lòng dẫn”.
Luận văn gồm phần mở đầu và 6 chương với các nội dung chính như sau:
Phần mở đầu: Trình bày lý do chọn đề tài, mục đích, nhiệm vụ và phạm
vi nghiên cứu, ý nghóa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu hình thái và diễn biến lòng sông.
Chương này trình bày, đánh giá về tình hình và kết quả nghiên cứu về
diễn biến, hình thái lòng sông ở trong nước và trên thế giới. Giới thiệu các công
trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài. Phân tích các phương pháp nghiên cứu
về diễn biến và hình thái lòng sông từ đó chọn ra phương pháp nghiên cứu áp
dụng trong đề tài.
Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình khai thác dòng
sông thuộc phạm vi nghiên cứu.
Trong chương này giới thiệu tổng quan hạ du sông Đồng Nai – Sài Gòn,
nêu lên vai trò, tầm quan trọng của hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn đối với
sự phát triển của các ngành kinh tế trong khu vực. Đồng thời cũng giới thiệu về
các công trình điều tiết thượng nguồn sẽ có ảnh hưởng đến các vấn đề nghiên
cứu trong luận văn. Chương 2 còn nêu lên các đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên

cứu như về khí tượng, thuỷ văn, bùn cát, địa hình, địa chất … và hiện trạng xói
bồi sông Nhà Bè.
Chương 3: Những tác động ảnh hưởng đến hình thái sông Nhà Bè và
diễn biến lòng dẫn.
Chương này phân tích những tác động ảnh hưởng đến diễn biến và hình
thái lòng dẫn sông Nhà Bè như các yếu tác động của điều kiện tự nhiên (địa


-7-

hình, địa chất, khí tượng, thuỷ văn …), tác động của các công trình điều tiết
thượng nguồn, ảnh hưởng của các hoạt động trong quá trình phát triển kinh tế xã
hội. Ngoài ra trong chương 3 còn phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố dòng
chảy với lòng dẫn sông Nhà Bè.
Chương 4: Nghiên cứu hình thái sông Nhà Bè và diễn biến lòng dẫn.
Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Nhà Bè bao gồm nghiên cứu diễn
biến trên mặt bằng, trên mặt cắt ngang, sự biến đổi của các hố xói, ghềnh cạn,
sự biến đổi của tuyến lạch sâu trên mặt bằng và mặt cắt dọc.
Chương 4 đã trình bày các nghiên cứu hình thái sông Nhà Bè trên mặt
bằng, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang và trình bày cơ sở lý thuyết để từ đó tìm ra
quan hệ hình thái ổn định sông Nhà Bè. Chương này cũng trình bày kết quả dự
báo biến đổi lòng dẫn sông Nhà Bè bằng mô hình toán 2 chiều Mike 21C và so
sánh kết quả này với kết quả thực đo.
Từ các kết quả nghiên cứu diễn biến và hình thái lòng dẫn sông Nhà Bè
so sánh với kết quả nghiên cứu trên sông Cửu Long và từ đó đưa ra kết luận ban
đầu về qui luật hình thái và qui luật diễn biến lòng dẫn sông Nhà Bè.
Chương 5: Đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn sông Nhà Bè.
Từ các nghiên cứu về diễn biến, hình thái lòng dẫn sông Nhà Bè ở các
chương trước, cùng với các qui hoạch có liên quan đến sông Nhà Bè, chương
này đưa ra phương án qui hoạch chỉnh trị và các dạng công trình nhằm ổn định

lòng dẫn sông Nhà Bè.
Chương 6: Kết luận và kiến nghị.
Phần này trình bày những kết quả đạt được của Luận văn và kiến nghị
những nghiên cứu tiếp theo.


-8-

MỤC LỤC
Trang
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

3

LỜI CẢM ƠN

4

TÓM TẮT LUẬN VĂN

5

DANH MỤC HÌNH VẼ

12

DANH MỤC BẢNG BIỂU

16

MỞ ĐẦU
1

Lý do chọn đề tài

18

2

Mục tiêu nghiên cứu.

18

3

Nhiệm vụ nghiên cứu.

18

4

Phạm vi nghiên cứu.

19

5

Ýù nghóa khoa học của đề tài

19

6

Ý nghóa thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài.

19

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI
VÀ DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG
1.1 TÌNH HÌNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

21

1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

21

1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước

25

1.1.3. Đánh giá chung

27

1.1.4. Các công trình nghiên cứu có liên quan

29

1.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

30

1.2.1. Khái quát

30

1.2.2. Phương pháp phân tích chỉnh lý số liệu thực đo

31


-9-

1.2.3. Phương pháp mô hình toán

31

1.2.4. Phương pháp mô hình vật lý

31

1.2.5. Phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và số liệu thực đo

32

1.2.6. Phương pháp kết hợp mô hình toán và mô hình vật lý

32

1.2.7. Phương pháp nghiên cứu áp dụng trong luận văn

32

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH
KHAI THÁC DÒNG SÔNG THUỘC PHẠM VI NGHIÊN CỨU
2.1 TỔNG QUAN HẠ DU SÔNG ĐỒNG NAI – SÀI GÒN

36

2.2 CÁC CÔNG TRÌNH THƯNG NGUỒN

39

2.2.1. Công trình hồ Dầu Tiếng

40

2.2.2. Hệ thống công trình thuỷ điện Trị An

40

2.2.3. Công trình thủy điện Srok- PhuMieng

41

2.2.4. Công trình hồ Phước Hoà

41

2.3 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

43

2.3.1. Đặc điểm về địa hình của sông Nhà Bè

43

2.3.2. Đặc điểm địa chất công trình

43

2.3.3. Địa chất thủy văn

45

2.3.4. Khí hậu, khí tượng

46

2.3.5. Đặc điểm thuỷ văn

48

2.3.6. Đặc điểm bùn cát

51

2.4 HIỆN TRẠNG TÌNH HÌNH XÓI BỒI SÔNG NHÀ BÈ

56

2.4.1. Khu vực ngã ba mũi Đèn Đỏ

57

2.4.2. Khu vực sông Nhà Bè

58

2.4.3. Khu vực ngã ba mũi Nhà Beø

59


- 10 -

CHƯƠNG 3: NHỮNG TÁC ĐỘNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÌNH THÁI
SÔNG NHÀ BÈ VÀ DIỄN BIẾN LÒNG DẪN
3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

61

3.1.1. Ảnh hưởng của yếu tố địa hình, địa mạo

61

3.1.2. Ảnh hưởng của địa tầng và địa chất công trình

62

3.1.3. Ảnh hưởng của khí hậu, khí tượng

63

3.1.4. Ảnh hưởng của điều kiện thuỷ văn, bùn cát

64

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG TRÌNH ĐIỀU TIẾT THƯNG NGUỒN
3.2.1. Kết quả mô phỏng dòng chảy ở hạ du các công trình trong điều

68
68

kiện hiện trạng, theo quy hoạch năm 2010  2020
3.2.2. Nhận xét
3.3 TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ – XÃ HỘI

71
72

3.3.1. Vấn đề đô thị hoá

72

3.3.2. Tình trạng khai thác khoáng sản trái phép

73

3.3.3. nh hưởng của các công trình trên sông

74

3.3.4. Tác động của các phương tiện giao thông thuỷ

75

3.3.5. Phân tích quan hệ giữa các yếu tố dòng chảy với lòng dẫn sông

76

Nhà Bè

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI SÔNG NHÀ BÈ VÀ
DIỄN BIẾN LÒNG DẪN
4.1 TÀI LIỆU, SỐ LIỆU LÀM CƠ SỞ NGHIÊN CỨU

84

4.2 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG NHÀ BÈ

84

4.2.1. Diễn biến trên mặt bằng

84

4.2.2. Diễn biến trên mặt cắt ngang

94

4.2.3. Diễn biến trên mặt cắt dọc tuyến lạch sâu

101


- 11 -

4.3 TÍNH TOÁN QUAN HỆ HÌNH THÁI SÔNG NHÀ BÈ.

107

4.3.1. Cơ sở lý thuyết

107

4.3.2. Nghiên cứu hình thái sông Nhà Bè

117

4.3.3. Tính toán lưu lượng tạo lòng (Qf) sông Nhà Bè

122

4.3.4. Nghiên cứu tính ổn định lòng dẫn sông Nhà Bè

128

4.4 TÍNH TOÁN DỰ BÁO BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN SÔNG NHÀ BÈ 129

BẰNG MÔ HÌNH TOÁN 2 CHIỀU MIKE 21C
4.4.1. Giới thiệu mô hình Mike21C

129

4.4.2. Thiết lập hiệu chỉnh mô hình Mike21C (HD)

137

4.4.3. Tính toán vận chuyển bùn cát S. Nhà Bè bằng mô hình MIKE 144
21C
4.4.4. Tính toán hình thái sông Nhà Bè bằng mô hình MIKE 21C

144

4.4.5. Nhận xét kết quả tính toán

150

4.5 SO SÁNH, NHẬN XÉT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU QUAN HỆ HÌNH 151
THÁI SÔNG NHÀ BÈ VỚI SÔNG CỬU LONG
4.5.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên sông Cửu Long

151

4.5.2. Kết quả nghiên cứu hình thái sông Cửu Long

151

4.5.3. So sánh quan hệ hình thái sông Cửu Long và sông Nhà Bè

152

4.6 KẾT LUẬN BƯỚC ĐẦU VỀ QUI LUẬT HÌNH THÁI VÀ QUI 154
LUẬT BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN SÔNG NHÀ BÈ

CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN
SÔNG NHÀ BÈ
5.1 YÊU CẦU VÀ VAI TRÒ CỦA SÔNG NHÀ BÈ TRONG PHÁT 156
TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI
5.2 PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU QUY HOAÏCH

158


- 12 -

5.2.1. Phạm vi quy hoạch

158

5.2.2. Mục tiêu quy hoạch

158

5.3 CÁC CĂN CỨ LẬP QUY HOẠCH

158

5.3.1. Căn cứ pháp lý

158

5.3.2. Căn cứ khoa học

159

5.4 THAM SỐ QUY HOẠCH

160

5.4.1. Đối tượng chỉnh trị

160

5.4.2. Các tham số quy hoạch

160

5.4.3. Nguyên tắc tuyến chỉnh trị

161

5.4.4. Tuyến chỉnh trị

161

5.5 PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ

162

5.5.1. Các công trình hiện hữu và theo quy hoạch đến 2020

162

5.5.2. Phương án quy hoạch chỉnh trị

163

5.6 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH BẢO

165

VỆ BỜ SÔNG NHÀ BÈ
5.6.1. Giải pháp cho kết cấu đỉnh kè

167

5.6.2. Giải pháp cho kết cấu mái kè

170

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

173

TÀI LIỆU THAM KHẢO

175

- 13 -

DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1: Vị trí sông Nhà Bè

20

Hình 1.1: Sơ đồ phương pháp luận trong nghiên cứu diễn biến lòng

35

sông và hình thái sông vùng triều
Hình 2.1: Hạ du sông Đồng Nai – Sài Gòn

36

Hình 2.2: Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai

37

Hình 2.3: Các công trình thượng nguồn

39

Hình 2.4: Lưu lượng nguồn sau công trình Phước Hòa và Trị An

42

Hình 2.5: Hình trụ hố khoan địa chất phà Bình Khánh – Nhà Bè

45

Hình 2.6: Vị trí lấy mẫu bùn cát đáy sông Nhà Bè (năm 2003 -2004)

52

Hình 2.7: Khu vực mũi Đèn đỏ

58

Hình 2.8: Kè đá xây tại mũi Đèn đỏ

58

Hình 2.9: Kè mỏ hàn tại cửa sông Phú Xuân

59

Hình 2.10: Khu vực mũi Nhà Bè

60

Hình 3.1: Đường quá trình mực nước trạm Nhà Bè năm 2006

65

Hình 3.2: Đường quá trình mực nước và lưu lượng sông Nhà Bè

66

Hình 3.3: Biểu đồ mực nước, lưu tốc dọc sông Đồng Nai_Soài Rạp–

69

TH1
Hình 3.4: Biểu đồ mực nước, lưu tốc dọc sông Đồng Nai_Soài Rạp–

70

TH2
Hình 3.5: Biểu đồ mực nước, lưu tốc dọc sông Đồng Nai_Soài Rạp–

71

TH3
Hình 3.6: Nhà máy X51 (Hải quân)

73


- 14 -

Hình 3.7: Nhà cửa san sát ven sông

73

Hình 3.8: Khai thác cát trên sông Nhà Bè

74

Hình 3.9: Cầu cảng vươn xa khỏi bờ

74

Hình 3.10: Cầu cảng kho xăng dầu

74

Hình 3.11: Mật độ tàu thuyền trên sông

75

Hình 3.12: Tàu thuyền neo đậu trên sông

75

Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng và vận tốc trung bình MC

77

Hình 3.14: Quá trình vận tốc trung bình mặt cắt ngang sông Nhà Bè

79

Hình 4.1: Biến đổi đường bờ sông Nhà Bè

85

Hình 4.2: Biến đổi tuyến lạch sâu sông Nhà Bè

87

Hình 4.3: Biến đổi hố xói sông Nhà Bè

93

Hình 4.4: Sơ hoạ vị trí các mặt cắt ngang sông Nhà Bè

94

Hình 4.5a, b,c,d: Các mặt cắt ngang so sánh sông Nhà Bè

103

Hình 4.6: Biến đổi mặt cắt dọc tuyến lạch sâu sông Nhà Bè
Hình 4.7: Biểu đồ “tự điều chỉnh” của lòng dẫn sông Nhà Bè

121

Hình 4.8: Mực nước giờ tại trạm Nhà Bè giai đoạn 2001-2004

123

Hình 4.9: Đường tần suất lưu lượng lớn nhất tháng sông Nhà Bè

126

Hình 4.10: Lưới tính toán sử dụng trong MIKE 21C

132

Hình 4.11: Minh họa dòng chảy vòng (dòng thứ cấp) tại đoạn sông

133

cong
Hình 4.12: Định nghóa tốc độ xói E

135

Hình 4.13: Sơ họa vị trí kiểm định thủy lực và hình thái sông

138

Hình 4.14: Lưới sử dụng tính toán trong mô hình

140

Hình 4.15: Kết quả kiểm định lưu lượng nước tại MC1

141

Hình 4.16: Kết quả kiểm định lưu lượng nước tại MC5

142


- 15 -

Hình 4.17: Kết quả kiểm định lưu lượng nước tại MC9

142

Hình 4.18: Kết quả kiểm định lưu lượng nước tại MC10

142

Hình 4.19: Kết quả kiểm định lưu tốc nước tại MC1 từ 2629/10/2003

143

Hình 4.20: Kết quả kiểm định lưu tốc nước tại MC5 từ 2629/10/2003

143

Hình 4.21: Kết quả kiểm định lưu tốc nước tại MC9 từ 2629/10/2003

143

Hình 4.22: Kết quả tính toán xói lở bờ tả sau năm lũ tương tự 2000

145

Hình 4.23: Biến đổi địa hình đáy sông sau năm lũ tương tự 2000 tại

145

MC1

Hình 4.24: Biến đổi địa hình đáy sông sau năm lũ tương tự 2000 tại

145

MC4
Hình 4.25: Biến đổi địa hình đáy sông sau năm lũ tương tự 2000 tại

146

MC5
Hình 4.26: Biến đổi địa hình đáy sông sau năm lũ tương tự 2000 tại

146

MC6
Hình 4.27: Biến đổi địa hình đáy sông sau năm lũ tương tự 2000 tại

146

MC8
Hình 4.28: Địa hình lòng sông trước (a) và sau 5 năm mô phỏng (b)

147

Hình 4.29: Dự báo tốc độ xói lở bờ tả đến 2010

148

Hình 4.30: Biến đổi địa hình đáy sông đến năm 2010 tại MC1

148

Hình 4.31: Biến đổi địa hình đáy sông đến năm 2010 tại MC4

148

Hình 4.32: Biến đổi địa hình đáy sông đến năm 2010 tại MC5

149

Hình 4.33: Biến đổi địa hình đáy sông đến năm 2010 tại MC6

149

Hình 4.34: Biến đổi địa hình đáy sông đến năm 2010 tại MC8

149

Hình 5.1: Phối cảnh công trình cầu Phú Mỹ (sông Sài Gòn)

162

Hình 5.2: Qui hoạch chỉnh trị sông Nhà Bè

164


- 16 -

Hình 5.3: Kết cấu kè tường đứng

165

Hình 5.4: Kết cấu kè mái nghiêng

165

Hình 5.5: Sơ đồ mặt cắt ngang hoàn chỉnh

166

Hình 5.6: Minh hoạ kết cấu đỉnh kè và hành lang an toàn bờ sông

166

Hình 5.7: Đỉnh kè mái nghiêng BTCT

167

Hình 5.8: Kết cấu đỉnh kè mái nghiêng

167

Hình 5.9 :Kết cấu đỉnh kè đá hộc xây và mái nghiêng lát tấm BTCT

168

Hình 5.10: Cấu kiện bê tông lắp ghép tự chèn

168

Hình 5.11: Cấu kiện lắp ghép PĐT- TS.178

168

Hình 5.12: Cọc ván BTCT_DUL

169

Hình 5.13: Kè tường đứng BTCT_DUL

169

Hình 5.14: Cừ bản nhựa tổng hợp

169

Hình 5.15: Kết cấu tường góc BTCT

170

Hình 5.16: Mái sông bảo vệ bằng thảm đá

171

Hình 5.17: Thiết bị thả thảm đá

171

Hình 5.18: Thi công lưới thảm trên phao

171

Hình 5.19:Thiết bị thả thảm

171

Hình 5.20: Thảm bê tông Fs

172

Hình 5.21: Thi công thảm bê tông Fs

172


- 17 -

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1: Tham số chính của công trình thượng nguồn sông Đồng Nai–

42

Sài Gòn
Bảng 2.2: Nhiệt độ max, min, trung bình tháng (0C)

46

Bảng 2.3: Độ ẩm max, min, trung bình tháng (%)

47

Bảng 2.4: Lượng mưa và bốc hơi (Bh) bình quân tháng (mm)

47

Bảng 2.5: Các đặc trưng triều tại trạm Nhà Bè

49

Bảng 2.6: Mực nước trung bình tháng tại trạm Nhà Bè

49

Bảng 2.7: Mực nước cao nhất tháng tại trạm Nhà Bè

50

Bảng 2.8: Mực nước thấp nhất tháng tại trạm Nhà Bè

50

Bảng 2.9: Tổng hợp thành phần hạt bùn cát đáy sông Nhà Bè (10/2003)

53

Bảng 2.10: Tổng hợp hàm lượng bùn cát đáy sông Nhà Bè (11/2004)

54

Bảng 3.1: Lưu lượng tại nút phân lưu Nhà Bè từ ngày 23  26/3/2008

67

Bảng 3.2: Tổng hợp kết quả lưu lượng trên sông Nhà Bè từ ngày 23 

68


- 18 -

26/3/2008
Bảng 3.3: Lưu lượng tại vị trí đầu nguồn năm 2000

68

Bảng 3.4: Kết quả mô phỏng Qmax, Hmax và Vmax hiện trạng công trình

69

Bảng 3.5: Lưu lượng tại vị trí đầu nguồn năm 2010

69

Bảng 3.6: Kết quả Qmax, Hmax, Vmax tại các điểm nghiên cứu năm 2010

70

Bảng 3.7: Lưu lượng tại vị trí đầu nguồn năm 2020

70

Bảng 3.8: Kết quả Qmax, Hmax, Vmax tại các điểm nghiên cứu năm 2020

71

Bảng 3.9: Kết quả đo thuỷ văn tuyến Kho B – triều lên (3/2008)

78

Bảng 3.10: Kết quả đo thuỷ văn tuyến Kho B – triều xuống (3/2008)

79

Bảng 3.11: Bảng giá trị vận tốc khởi động V01 ứng với h=1m

81

Bảng 3.12: Vận tốc dòng chảy sông Nhà Bè (10h ngày 23/3/2008)

83

Bảng 3.13: Vận tốc dòng chảy sông Nhà Bè (21h ngày 24/3/2008)

83

Bảng 4.1: Sự thay đổi chiều rộng lòng sông Nhà Bè

86

Bảng 4.2: Vị trí tuyến lạch sâu tại các khu vực trên sông Nhà Bè (2007)

88

Bảng 4.3: Biến đổi cao độ hố xói khu vực mũi Đèn đỏ

91

Bảng 4.4: Biến đổi cao trình hố xói khu vực Tổng kho xăng dầu Nhà

92

Bè
Bảng 4.5: Các yếu tố đặc trưng hình thái mặt bằng sông Nhà Bè

118

Bảng 4.6: Các trị số đặc trưng vực sâu, ngưỡng cạn của sông Nhà Bè

119

Bảng 4.7: Trị số đặc trưng MCN lòng sông Nhà Bè (số liệu năm 2001)

120

Bảng 4.8: Tổng hợp các giá trị lưu lượng lớn nhất tháng sông Nhà Bè

125

Bảng 4.9: Kết quả tính tần suất lưu lượng lớn nhất tháng sông Nhà Bè

127

Bảng 4.10: Bảng tính toán quan hệ hình thái sông Nhà Bè

128

Bảng 4.11: Vị trí kiểm định thủy lực và hình thái theo các MCN sông

138

Bảng 4.12: Bảng tổng hợp kết quả tính quan hệ hình thái sông Nhà Beø

150


- 19 -

Bảng 4.13: So sánh quan hệ hình thái sông Cửu Long và sông Nhà Bè

152

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài.
Nghiên cứu động lực học dòng sông là một vấn đề đã và đang được quan
tâm trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhằm phục vụ quy hoạch phát triển dân
sinh, kinh tế, xã hội và khai thác có hiệu qủa nguồn lợi, hạn chế thiệt hại do
sông đem lại.

Động lực học dòng sông là một lónh vực khoa học phức tạp. Mặc dù trên
thế giới, những kết qủa nghiên cứu về động lực học sông ngòi đã đạt được
những thành tựu đáng kể, nhưng ở trong nước, kết qủa vẫn còn hạn chế. Hình
thái và biến hình lòng dẫn rất cần được nghiên cứu, phát triển những luận điểm
khoa học, làm cơ sở lý luận cho các lónh vực nghiên cứu chỉnh trị sông, tiêu
thoát lũ, vận tải thủy vv..
2. Mục tiêu nghiên cứu.


- 20 -

- Tìm ra quan hệ hình thái của lòng sông ổn định theo trung bình thời gian
và trung bình không gian, ứng với các yếu tố dòng chảy, bùn cát ...
- Đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng đến quan hệ hình thái, diễn biến
lòng sông Nhà Bè;
- Nghiên cứu chế độ thủy văn, thủy lực và bùn cát của sông Nhà Bè;
- Tính toán quan hệ hình thái, diễn biến lòng sông Nhà Bè;
- Nghiên cứu đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn phục vụ phát triển
kinh tế xã hội.

4. Phạm vi nghiên cứu.
Phạm vi nghiên cứu của luận văn được giới hạn là sông Nhà Bè, sông
Đồng Nai – Sài Gòn khu vực mũi Đèn Đỏ, sông Soài Rạp – Lòng Tàu khu vực
mũi Nhà Bè (sông có ảnh hưởng triều) .
5. Ýù nghóa khoa học của đề tài.
Trên cơ sở tổng hợp, phân tính các số liệu thực tế về địa hình, địa chất,
thủy văn, thuỷ lực... Ý nghóa khoa học của đề tài được thể hiện trong các mặt
chính sau:

- Xác định quan hệ tương tác giữa dòng chảy và lòng dẫn sông vùng triều.
- Các quan hệ hình thái lòng dẫn sông vùng triều.
- Mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng với quan hệ hình thái và diễn
biến lòng sông của sông vùng triều.
- Các giải pháp khoa học công nghệ để ổn định lòng dẫn.
6. Ý nghóa thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài.


- 21 -

Quan hệ hình thái sông có thể được xác lập dựa vào các quan hệ cơ học
dưới tác dụng qua lại giữa dòng nước và lòng dẫn, nhưng do diễn biến của lòng
sông rất phức tạp, do vậy cho đến nay vẫn chưa có cách xác định chặt chẽ bằng
phương trình toán học, thậm chí cách giải thích cơ học cũng chưa hoàn thiện, mà
chỉ mới dùng phương pháp thống kê số liệu thí nghiệm hay thực đo để tìm ra
quan hệ kinh nghiệm. Dựa trên các số liệu thực đo chứng tỏ rằng, trong một chế
độ thuỷ văn, bùn cát có qui luật nhất định, giữa các kích thước như chiều rộng
sông (B), độ sâu trung bình của đoạn sông (h), bán kính cong (rc) của lòng dẫn
cơ sở còn tồn tại một quan hệ hình dạng nào đó. Vì vậy việc nghiên cứu quan
hệ hình thái sông có ý nghóa rất quan trọng:
- Giúp xác định được kích thước hợp lý của lòng sông, phù hợp với điều
kiện dòng chảy và bùn cát.
- Trên cơ sở quan hệ hình thái sông và quá trình diễn biến lòng sông, đưa
ra các phương án qui hoạch chỉnh trị sông.
- Là cơ sở cho việc thí nghiệm mô hình.


- 22 -

Sông Nhà Bè, nơi tập trung

hàng loạt các kho bãi, khu công
nghiệp, bến cảng, các cơ sở hạ
tầng quan trọng như Tổng kho
xăng dầu Nhà Bè; cảng Dầu thực
vật, cảng sửa chữa tàu biển, giàn
khoan; xí nghiệp sửa chữa tàu An

S. NHÀ BÈ

Phú ...
Đây cũng là nút giao thông
thuỷ quan trọng để tàu thuyền đi
về hai phía, phía cảng Cát Lái Đồng Nai và khu vực cảng thành
phố Hồ Chí Minh với mật độ tàu
thuyền cao.

Hình 1: Vị trí sông Nhà Bè

Vì vậy việc nghiên cứu quan hệ hình thái, diễn biến của lòng sông để từ
đó đề ra qui hoạch chỉnh trị sông nhằm khai thác lòng sông hợp lý, không làm
mất ổn định lòng sông là rất cần thiết.


- 23 -

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI
VÀ DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG
1.1. TÌNH HÌNH VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU [5].
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài.

Ở những nước kinh tế phát triển: Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Hà Lan, Nhật,
Canada, Ấn Độ, Nga, Trung Quốc... môn khoa học diễn biến lòng sông được coi
là môn khoa học bản lề giữa động lực học dòng sông và địa mạo học dòng sông.
Nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu về thủy lực sông ngòi, về vận
chuyển bùn cát, về diễn biến lòng sông, về hình thái sông, về loại dạng lòng
dẫn và công trình chỉnh trị... công tác nghiên cứu đã thu được những kết quả
xuất sắc về mặt lý thuyết cũng như về thực nghiệm.
Người đặt viên đá đầu tiên của môn khoa học diễn biến lòng sông là
Gilbenrr G.K và Horton (1877). Ông đã nhấn mạnh cần phải xem xét quá trình
vật lý của sự hình thành địa mạo lòng sông và đã có những kết luận mang tính
kinh điển: diễn biến lòng sông thực chất là quá trình xói lở, vận chuyển và bồi
lắng của bùn cát - chất tạo thành lòng sông dưới tác động của dòng chảy.
Các nhà khoa học nổi tiếng thuộc nhiều khuynh hướng khác nhau như L.
Fargue (1908), Einstein H.A (1942), E.Meyer - Peter vaø Muller (1948),
Anderson H.W (1954), Leopold L.B (1962), Kennedy  Booke (1963), Miller
(1964), Chang H.H (1976)... đã nghiên cứu những lónh vực về động lực học sông
ngòi như vận chuyển bùn cát, diễn biến lòng sông, hình thái sông, loại dạng
lòng dẫn, công trình chỉnh trị sông ... Đặc biệt năm 1908 nhà khoa học Pháp
L.Fargue đã nghiên cứu các sông ở Pháp và đã đưa ra quy luật hình thái


- 24 -

L.Fargue và trở thành kim chỉ nam hành động cho các nhà giao thông thủy từ đó
đến nay.
a) Các vấn đề về tính ổn định và quan hệ hình thái sông
* Về các hệ số ổn định:
Ở các nước thuộc Liên Xô cũ, những nghiên cứu về hình thái sông ổn
định đầu tiên phải kể đến V.M. Lốt-chin (1879) với chỉ tiêu ổn định dọc theo
sông, được thể hiện thông qua tỷ số giữa sức cản của hạt bùn cát lòng dẫn và áp

lực thủy động của dòng chảy theo chiều dọc tác động lên hạt cát lòng dẫn. Về
sau, lý luận này được Makavêép phát triển, thay áp lực thủy động bằng vận tốc
ở đáy sông. Antunin tiến thêm một bước khi đưa ra hệ số ổn định theo chiều
ngang sông. Kết qủa nghiên cứu ở các nước phương Tây phải kể đến Shulits
(1941), Hack (1957) về quan hệ bán thực nghiệm theo phương dọc sông.
* Về quan hệ hình thái sông:
Các nhà khoa học của các nước phương Tây cũng đạt được những thành
tựu đáng kể về hình thái sông ổn định thông qua lý thuyết “chế độ” (Regime
Theory) của Kennedy R.G., Lindley E.S., Lacey G. Trong những năm 50 đến 60
của đầu thế kỷ XX, các quan hệ về hình dạng sông ở các đoạn sông khác nhau
được nghiên cứu chủ yếu trên cơ sở thực nghiệm. Quan hệ giữa các yếu tố hình
học trên mặt cắt ngang và các yếu tố thủy lực, bùn cát lòng dẫn của đoạn sông
thẳng đã được nghiên cứu định lượng bởi các nhà khoa học phương Tây như
Leopold vaø Maddock (1953), Leopold vaø Wolman (1957), Langbein (1964),
Engelund vaø Hansen (1967), Blench (1969) v.v… Các nước thuộc Liên Xô cũ
cũng có nhiều tác giả nghiên cứu cả trên số liệu thực đo cũng như trong thí
nghiệm mô hình vật lý như Kơrôsơkin, Glusơkốp, Antunin, Sarasơkin,
Andrâyep, Vêlicanốp, Rưbơkin v.v…. Về quan hệ hình dạng ở các khúc sông
cong giữa chiều dài đoạn cong, biên độ khúc cong, chiều rộng sông, bán kính


- 25 -

cong cũng có nhiều kết qủa nghiên cứu của Inglis (1948), Leopold và Wolman
(1957, 1960), Zeller (1960), L.Fargue, Atxmun, Antunin v.v….
b) Các vấn đề về diễn biến lòng sông
Quan điểm dòng sông là sản phẩm của sự tác động tương hỗ giữa hai yếu
tố dòng chảy và lòng dẫn là một quan điểm biện chứng đúng đắn soi sáng cho
mọi nghiên cứu về diễn biến lòng sông. Nguyên nhân cơ bản của diễn biến lòng
sông là sự mất cân bằng trong tải cát của dòng chảy. Nhưng diễn biến dòng

sông luôn hướng tới sự lập lại trạng thái cân bằng ổn định và vì vậy có tính chất
tự điều chỉnh. Đó là những kết luận quan trọng nhất trong những nghiên cứu về
động lực học dòng sông.
Trong khoảng từ thập niên 30 đến 60 của thế kỷ XX, các vấn đề nghiên
cứu về động lực học dòng sông, chỉnh trị sông đã phát triển khá mạnh. Từ đó
đến nay, nhờ sự phát triển vượt bậc của máy tính điện tử, nhiều bài toán đã
được giải quyết, góp phần rất lớn vào việc làm sáng tỏ các vấn đề cơ bản của
động lực học dòng sông. Nhờ các loại máy tính hiện đại có bộ nhớ lớn, ngày
nay đã có thể giải các mô hình 2D, 3D khá phức tạp; làm tái tạo lại các trường
vận tốc dòng chảy gần giống như thật khi so sánh với các trường vận tốc được
đo bằng các thiết bị hiện đại như ADCP, ADP, ... Từ đó rút ngắn được khoảng
cách giữa mô hình toán và mô hình vật lý vốn được xem là rất tốn kém.
Chính vì vậy, một số công trình nghiên cứu gắn với những tên tuổi mới
xuất hiện như Cunge J.A. của Pháp, Borgadi J.L của Hungari, Hâncu Simion cuûa
Rumani, Mamak W. cuûa Ba Lan, Grisanhin K.V cuûa Liên Xô cũ v.v…. Cùng với
những tên tuổi mới là những công trình nghiên cứu mang tên của một cơ quan
hay tập thể tác giả như Bureau of Reclamation của Mỹ, SOGREAH của Pháp,
VNIIG của Liên Xô cũ, Viện DELFT của Hà Lan, Viện DHI của Đan Mạch,