Nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình phòng chống xói lở bờ biển khu vực cồn bửng huyện thanh phú tỉnh bến tre

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHAN VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO SẠT LỞ TẠI KHU VỰC CÙ LAO
LONG KHÁNH TRÊN SÔNG TIỀN VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh 1 – 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

PHAN VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO SẠT LỞ TẠI KHU VỰC CÙ LAO
LONG KHÁNH TRÊN SÔNG TIỀN VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ
Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60580202

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Nghĩa Hùng

TP. Hồ Chí Minh 1 – 2015


LỜI CÁM ƠN
Trải qua hơn 20 tuần làm luận văn tốt nghiệp với sự hướng dẫn tận tình của
TS. Nguyễn Nghĩa Hùng cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô Trường Đại học Thủy
lợi và cơ sở II, các anh chị học viên trong lớp cao học 20C Xây Dựng Cơng Trình
Thủy 2012, các anh chị, các cơ chú trong trung tâm nghiên cứu phát triển hạ tầng kỹ
thuật nơng thơn và Viên KHTLMN, em đã hồn thành luận văn tốt nghiệp đúng
thời hạn với nội dung đã đề ra.
Trong thời gian thu thập tài liệu và nghiên cứu luận văn “Nghiên cứu dự báo
sạt lở tại khu vực cù lao Long Khánh trên sông Tiền và đề xuất các giải pháp bảo
vệ” đã giúp em hệ thống lại kiến thức đã học và học hỏi thêm được những kiến thức
mới, cách vận dụng kiến thức vào công tác nghiên cứu khoa học.
Với kết quả đạt được, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô
Trường Đại học Thủy lợi và Cơ sở II đã truyền đạt kiến thức, kinh nghiêm giúp em
hoàn thành tốt luận văn của mình.
Đặc biệt em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Nghĩa Hùng
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành luận văn.
Em cũng xin chân thành cảm ơn anh Lê Quán Quân, là người đã chỉ dạy,
giúp đỡ em rất nhiều trong q trình tìm hiểu và nghiên cứu mơ hình MIKE.
Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, các anh chị, cô chú của trung
tâm NCPTHTKTNT và Viên KHTLMN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng, xin cảm ơn sự động viên, cổ vũ và hỗ trợ của người thân trong
suốt q trình học tập và hồn thành luận văn.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2015

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Phan Văn Dũng


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BẢN CAM KẾT
Kính gửi: Trường Đại học Thủy lợi.
Tên tôi là: Phan Văn Dũng
Sinh ngày: 11/11/1988

Giới tính: Nam

Nơi sinh: Nghệ An

Học viên lớp: CH 20C – CS2 Trường Đại học Thủy lợi, chuyên ngành Xây
dựng Công trình thủy Khóa 2012-2014.
Theo Quyết định số 690/QĐ-ĐHTL ngày 22 tháng 05 năm 2014của Hiệu
trưởng trường Đại học Thủy lợi, học viên đã được Nhà trường giao nghiên cứu đề
tài: “Nghiên cứu dự

i khu vực cù lao Long Khánh trên sơng Tiề

ề

”.
Được sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Nghĩa Hùng, đến nay học viên
đã hoàn thành luận văn. Học viên xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên

cứu của cá nhân học viên, các kết quả nghiên cứu được tổng hợp, phân tích và khơng
sao chép.

.
Tp. Hồ Chí minh, tháng 1 ăm 2015

Phan Văn Dũng


NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
HN

:

Hồng Ngự

LT

:

Long Thuận

Nhánh Hồng Ngự-Long Khánh

:

Nhánh HN-LK

Nhánh Long Khánh-Long Thuận :

Nhánh LK-LT

LK

:

Long Khánh

MC

:

Mặt cắt

ĐBSCL

:

Đồng bằng sông Cửu Long

Viện KHTLMN

:

Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam

Viện KHCN

:

Viện Khoa học Công nghệ

Trung tâm NCPTHTKTNT

:

Trung tâm “Nghiên cứu phát triển hạ tầng
kỹ thuật nông thôn”

Trường ĐHTL

:

Trường đại học Thủy lợi

Trường ĐHKHTN

:

Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên

ĐHQG.TP.HCM

:

Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh

Viện KHTL

:

Viện Khoa học Thủy Lợi

Biên giới VN-CPC

:

Biên giới Việt Nam-Campuchia

UBND

:

Ủy ban nhân dân

TPHCM

:

Thành phố Hồ Chí Minh

BTCT

:

Bê tơng cốt thép


i

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................... 1
0.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................. 2
0.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................... 3
0.4. CÁCH TIẾP CẬN........................................................................................... 3
0.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................... 4
0.6. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .................................................................................. 4
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DỰ BÁO SẠT LỞ .................................................. 5
1.1.1. Trong nước ................................................................................................... 5
1.1.2. Ngoài nước ................................................................................................... 5
1.1.3. Dự báo xói lở bằng cơng nghệ khơng phá hủy Georadar ............................... 6
1.1.3.1. Nguyên lý hoạt động của Georadar (GPR) ............................................... 6
1.1.3.2. Ứng dụng của Georadar ........................................................................... 6
1.1.3.3. Ưu, nhược điểm của phương pháp ............................................................ 7
1.1.4. Dự báo xói lở bằng công thức kinh nghiệm ................................................... 7
1.1.4.1. Cơ sở của phương pháp ............................................................................ 7
1.1.4.2. Một số cơng thức kinh nghiệm tính tốc độ xói lở bờ .................................. 8
1.1.5. Dự báo xói lở bồi lắng trên xu thế diễn biến lòng dẫn, đường bờ .................. 9
1.1.5.1. Cơ sở của phương pháp ............................................................................ 9
1.1.5.2. Nội dung của phương pháp ....................................................................... 9
1.1.6. Dự báo xói lở bằng mơ hình vật lý ................................................................ 9
1.1.6.1. Nội dung ................................................................................................... 9
1.1.6.2. Ưu, nhược điểm ...................................................................................... 10
1.1.7. Dự báo xói lở bằng mơ hình tốn ................................................................ 10
1.1.7.1. Cơ sở của phương pháp .......................................................................... 10
1.1.7.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp .......................................................... 10

1.1.7.3. Ứng dụng của phương pháp.................................................................... 11
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ CHỐNG SẠT LỞ ........ 12


ii

1.2.1. Tổng quan ................................................................................................... 12
1.2.2. Giải pháp phi cơng trình bảo vệ bờ ............................................................. 14
1.2.3. Giải pháp bảo vệ bờ bằng cây xanh, thực vật .............................................. 15
1.2.3.1. Sử dụng các loại thân cây xanh để làm cơng trình bảo vệ bờ .................. 16
1.2.3.2. Trồng cỏ, cây xanh tạo thảm thực vật bảo vệ bờ ..................................... 17
1.2.4. Giải pháp bảo vệ bờ bằng cơng trình bê tơng .............................................. 21
1.2.4.1. Cơng trình kè .......................................................................................... 21
1.2.4.2. Cơng trình đảo chiều hồn lưu ............................................................... 22
1.2.4.3. Cơng trình mỏ hàn .................................................................................. 23
1.2.4.4. Kè đứng bằng cọc ván bê tông cốt thép ứng suất trước ........................... 24
1.2.4.5. Cơng trình bằng cọc ống bê tơng cốt thép ............................................... 24
1.2.4.6. Sử dụng các khối bê tông lát mái để gia cố bảo vệ bờ ............................. 25
1.2.5. Ứng dụng công nghệ mới trong gia cố bảo vệ bờ ........................................ 26
1.2.5.1. Gia cố nền, mái bờ sông bằng công nghệ NeowebTM ............................. 26
1.2.5.2. Gia cố bảo vệ bờ, mái dốc bằng lưới địa kỹ thuật Tensar ....................... 27
1.2.5.3. Bảo vệ bờ sông bằng tấm cừ nhựa .......................................................... 29
1.2.5.4. Chống sạt lở bảo vệ bờ bằng công nghệ bê tông Miclayo ....................... 30
1.2.5.5. Gia cố bảo vệ bờ bằng rồng, rọ, thảm đá ................................................ 31
1.2.5.6. Các loại thảm bảo vệ mái và chống sạt lở bờ sông ................................. 32
1.2.6. Các giải pháp bảo vệ bờ sử dụng vải địa kỹ thuật ........................................ 34
1.2.6.1. Công nghệ thảm cát bảo vệ mái bờ sông ................................................. 35
1.2.6.2. Bảo vệ bờ sông bằng ống, túi địa kỹ thuật............................................... 36
1.2.7. Một số giải pháp bảo vệ bờ khác ................................................................. 37
1.2.7.1. Bảo vệ bờ bằng công nghệ cọc xi măng đất ............................................ 37

1.2.7.2. Ứng dụng nhựa đường asphalt trong công tác bảo vệ bờ ........................ 38
1.2.7.3. Kết hợp giữa công nghệ cứng với vật liệu mềm....................................... 38
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .............................................................................. 39
CHƯƠNG 2:

HIỆN TRẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SẠT LỞ KHU VỰC
CÙ LAO LONG KHÁNH
2.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU.............................. 40


iii

2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ....................................................................................... 40
2.1.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................. 40
2.1.1.2. Đặc điểm chung về địa hình, địa mạo ..................................................... 41
2.1.1.3. Địa chất cơng trình ................................................................................. 41
2.1.1.4. Điều kiện về khí hậu, khí tượng............................................................... 43
2.1.1.5. Điều kiện về thủy văn.............................................................................. 44
2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................ 45
2.1.2.1. Diện tích, dân số ..................................................................................... 45
2.1.2.2. Tốc độ tăng trưởng kinh tế ...................................................................... 45
2.1.2.3. Văn hóa xã hội ........................................................................................ 46
2.2. HIỆN TRẠNG SẠT LỞ KHU VỰC CÙ LAO LONG KHÁNH ................... 47
2.2.1. Hiện trạng sạt lở.......................................................................................... 47
2.2.2. Diễn biến hình thái khu vực cù lao Long Khánh ......................................... 51
2.2.2.1. Diễn biến trên mặt bằng ......................................................................... 51
2.2.2.2. Diễn biến hình thái tại khu vực phân lưu đầu cù lao ............................... 56
2.2.2.3. Diễn biến hình thái tại khu vực hợp lưu cuối cù lao ................................ 57
2.2.2.4. Diễn biến trên mặt cắt dọc ...................................................................... 58
2.2.2.5. Diễn biến trên mặt cắt ngang .................................................................. 59

2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .............................................................................. 65
CHƯƠNG 3:

DỰ BÁO SẠT LỞ KHU VỰC CÙ LAO LONG KHÁNH
3.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH DỰ BÁO ................................................................ 66
3.1.1. Phương pháp dự báo ................................................................................... 66
3.1.2. Mơ hình MIKE 21FM ................................................................................. 67
3.1.3. Phần mềm Geoslope ................................................................................... 70
3.2. THIẾT LẬP MƠ HÌNH PHỤC VỤ TÍNH TỐN DỰ BÁO ......................... 74
3.2.1. Thiết lập mơ hình MIKE 21 ........................................................................ 74
3.2.1.1. Tài liệu cơ bản ........................................................................................ 74
3.2.1.2. Thiết lập biên và lưới tính tốn ............................................................... 75
3.2.1.3. Hiệu chỉnh các thơng số mơ hình và kiểm định tính tốn ........................ 76
3.2.2. Kết quả tính tốn bằng mơ hình MIKE 21FM ............................................. 81


iv

3.2.3. Nhận xét kết quả tính tốn .......................................................................... 86
3.2.4. Kiểm tra ổn định đất bờ bằng phần mềm GEOSLOPE ................................ 87
3.2.4.1. Tài liệu tính tốn .................................................................................... 87
3.2.4.2. Kết quả tính toán .................................................................................... 87
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .............................................................................. 89
CHƯƠNG 4:

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH ĐỂ ĐIỀU CHỈNH VÀ ỔN
ĐỊNH CÙ LAO LONG KHÁNH
4.1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT ............................................... 91
4.2. CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................... 92
4.2.1. Giải pháp phi công trình.............................................................................. 92

4.2.2. Giải pháp cơng trình ................................................................................... 95
4.3. NHẬN XÉT, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ CHO CÙ
LAO LONG KHÁNH ........................................................................................... 98
4.4. TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ BỘ CHO PHƯƠNG ÁN CHỌN ................... 104
4.4.1. Các thông số thiết kế ................................................................................. 104
4.4.2. Thiết kế sơ bộ kè lát mái ........................................................................... 105
4.4.3. Thiết kế sơ bộ mỏ hàn ............................................................................... 107
4.4.4. Thiết kế sơ bộ kè gia cố bảo vệ đầu và cuối cù lao .................................... 108
4.5. TÍNH HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG ÁN CHỌN .......................................... 110
4.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ............................................................................ 112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 115


v

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Cù lao Long Khánh .................................................................................... 2
Hình 1.1. Nguyên lý hoạt động của Georadar .......................................................... 6
Hình 1.2. Hố sụt tại giao lộ Hai Bà Trưng - Nguyễn Văn Thủ, Q.1, Tp.HCM ......... 6
Hình 1.3. Một số loại cây được dùng để bảo vệ bờ sông, kênh............................... 15
Hình 1.4. Các dạng cơng trình sử dụng cây xanh để bảo vệ bờ .............................. 17
Hình 1.5. Một số hình ảnh về cỏ Vetiver giúp ổn định bờ sơng.............................. 20
Hình 1.6. Cơng trình đảo chiều hồn lưu ở sơng Cái Phan Rang (Ninh Thuận) ...... 23
Hình 1.7. Kè tường đứng bằng cọc ván bê tông cốt thép ứng suất trước................. 24
Hình 1.8. Kè mỏ hàn bằng hai hàng cọc ống BTCT trên sơng Brahmaputra –
Jamuna – Băngladet. .............................................................................................. 24
Hình 1.9. Ứng dụng các khối bêtơng lát mái .......................................................... 25
Hình 1.10. Cơng nghệ Neoweb .............................................................................. 27

Hình 1.11. Ứng dụng của vải địa kỹ thuật .............................................................. 29
Hình 1.12. Bảo vệ bờ bằng cừ ............................................................................... 30
Hình 1.13. Các loại rồng, rọ đá, thảm đá ................................................................ 32
Hình 1.14. Các loại thảm bảo vệ mái và chống xói đáy.......................................... 33
Hình 1.15. Ứng dụng vải địa kỹ thuật .................................................................... 35
Hình 1.16. Thảm cát khu sạt lở cầu Bình Phước .................................................... 36
Hình 1.17. Ống, túi địa kỹ thuật ............................................................................. 36
Hình 1.18. Kết hợp cọc cừ ván thép chân kè với cuộn bằng sợi đai giữ ổn định và
phát triển thực vật .................................................................................................. 39
Hình 1.19. Kè kết hợp các loại vải địa kỹ thuật và thực vật .................................... 39
Hình 2.1. Sạt lở bờ ở Long Thuận, Hồng Ngự ....................................................... 48
Hình 2.2. Sạt lở ở xã Long Thuận 9-2009 .............................................................. 48
Hình 2.3. Sạt lở tại đầu và cuối cù lao Long Khánh ............................................... 48
Hình 2.4. Tình hình sạt lở xảy ra tại xã Long Khánh A .......................................... 49
Hình 2.5. Sạt lở bờ sông tại xã Long Thuận, huyện Hồng Ngự .............................. 50
Hình 2.6. Biến đổi trên mặt bằng sơng Tiền khu vực cù lao Long Khánh từ 19662002 ...................................................................................................................... 53
Hình 2.7. Xói lở, Bồi tụ ở cù lao Long Khánh (Ảnh nguồn[15]) ............................ 54
Hình 2.8. Bồi tụ đoạn sơng cong nhánh trái Hồng Ngự từ 02/01/2007 tới 02/01/2011
.............................................................................................................................. 54
Hình 2.9. Bờ phải nhánh Long Thuận. Nguồn google earth ................................... 55
Hình 2.10. Diễn biến hình thái cù lao Long Khánh năm 02/01/2007 và 02/01/2011
.............................................................................................................................. 55


vi

Hình 2.11. Khu vực bờ Tân Châu-Thường Phước.................................................. 56
Hình 2.12. Bãi bồi nhánh phải bờ Long Khánh ...................................................... 57
Hình 2.13. Đi cù lao và bãi bồi gần đi ............................................................ 57
Hình 2.14. Diễn biến tuyến lạch sâu sông Tiền đoạn Tân Châu-Hồng Ngự ............ 58

Hình 2.15. Vị tr các mặt cắt ngang đoạn Tân Châu ............................................... 60
Hình 2.16. Diễn biến lịng dẫn tại mặt cắt 2 phía thị trấn Tân Châu ....................... 60
Hình 2.17. Diễn biến lịng dẫn tại mặt cắt 3 phía ấp Thường Thới Tiền ................ 60
Hình 2.18. Vị trí các mặt cắt đo đạc giám sát sạt lở, bồi lắng ................................. 61
Hình 2.19. Diễn biến lịng dẫn sơng Tiền tại mặt cắt số 6 khu vực tâm hố xói ....... 62
Hình 2.20. Diễn biến lịng dẫn sơng Tiền tại mặt cắt số 11 .................................... 62
Hình 2.21. Diễn biến lịng dẫn sơng Tiền tại mặt cắt số 16, 17, 18 thuộc nhánh sơng
phân lạch Long Khánh ........................................................................................... 63
Hình 2.22. Diễn biến lòng dẫn trên mặt cắt 30 đoạn cù lao mới phía rạch HN ....... 64
Hình 2.23. Diễn biến lịng dẫn trên mặt cắt 27 trên sơng Tiền–nhánh Hồng Ngự ... 64
Hình 2.24. Diễn biến lịng dẫn trên mặt cắt 23 trên sơng Tiền, nhánh Hồng Ngự ... 64
Hình 3.1. Trình tự thực hiện tính tốn dự báo sạt lở và phần mềm sử dụng ............ 66
Hình 3.2. Các lực tác dụng lên một phần nhỏ trong cung trượt .............................. 72
Hình 3.3. Các lực tác dụng lên mặt trượt thơng qua khối trượt với mặt trượt trịn .. 72
Hình 3.4. Lực tác dụng lên mái trượt thông qua khối trượt với mặt tổ hợp ............. 72
Hình 3.5. Cao độ địa hình khu vực nghiên cứu đo đạc năm 2010. .......................... 75
Hình 3.6. Lưới t nh tốn và địa hình khu vực nghiên cứu ...................................... 76
Hình 3.7. Vị tr đo lưu lượng, mực nước tại trạm đo Tân Châu-sông Tiền ............. 76
Hình 3.8. Kiểm chứng mơ hình lưu lượng tại trạm TC3 ......................................... 77
Hình 3.9. Kiểm chứng mơ hình lưu lượng tại trạm TC4 ......................................... 77
Hình 3.10. Kiểm chứng mơ hình lưu lượng tại trạm TC5 ....................................... 77
Hình 3.11. Quan hệ giữa Vkđ và Vtđ theo thời gian mùa lũ từ tháng 7 đến tháng 10 80
Hình 3.12. Độ sâu mực nước tại khu vực nghiên cứu năm 2000 ............................ 81
Hình 3.13. Phân bố vận tốc dịng chảy năm 2000 .................................................. 81
Hình 3.14. Vị trí các mặt cắt .................................................................................. 82
Hình 3.15. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 16 ...................................................... 82
Hình 3.16. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 1........................................................ 83
Hình 3.17. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 8........................................................ 83
Hình 3.18. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 6........................................................ 84
Hình 3.19. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 14 ...................................................... 84

Hình 3.20. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 12 ...................................................... 85
Hình 3.21. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 9........................................................ 85


vii

Hình 3.22. Kết quả diễn biến mặt cắt ngang 3........................................................ 86
Hình 3.23. Minh họa kết quả tính dự báo sạt lở bằng Geoslope ............................. 88
Hình 3.24. Dự báo vùng sạt lở khu vực cù lao Long Khánh bằng phần mềm
Geoslope ............................................................................................................... 88
Hình 4.1. Bố tr cơng trình phương án 1 ................................................................ 96
Hình 4.2. Bố tr cơng trình phương án 2 ................................................................ 96
Hình 4.3. Bố tr cơng trình phương án 3 ................................................................ 97
Hình 4.4. Bố tr cơng trình phương án 4 ................................................................ 98
Hình 4.5. Các vị trí mỏ hàn để chạy mike xác định mối quan hệ giữa chiều dài mỏ
hàn L và tỉ số QLT/QHN........................................................................................... 99
Hình 4.6. Chiều dài (L) và vị trí (V), thể hiện trong mơ hình MIKE để tính tốn tỉ số
QLT/QHN............................................................................................................... 100
Hình 4.7. Quan hệ giữa vị trí, chiều dài mỏ hàn L và tỉ số lưu lượng QLT/QHN ..... 100
Hình 4.8. Cơng trình ngầm trên sơng ................................................................... 102
Hình 4.9. Cơng trình ngầm trên sơng thể hiện trong mơ hình MIKE21FM........... 103
Hình 4.10. Địa hình mặt cắt ngang lịng sơng trước và sau khi có cơng trình ngầm
tại vi trí M1 ......................................................................................................... 103
Hình 4.11. Mặt cắt điển hình kè lát mái gia cố bảo vệ bờ HN và LT .................... 106
Hình 4.12. Mặt cắt cung trượt trường hợp có kè bảo vệ mái dốc .......................... 107
Hình 4.13. Mặt bằng điển hình mỏ hàn ................................................................ 107
Hình 4.14. Mặt cắt ngang mỏ hàn bằng đá thả rời ................................................ 107
Hình 4.15: Kết cấu kè gia cố bảo vệ đầu và cuối cù lao ....................................... 109
Hình 4.16. Phân bố vận tốc dịng chảy khi có cơng trình ..................................... 110
Hình 4.17. Sự thay đổi lịng dẫn sau khi có cơng trình ......................................... 110

Hình 4.18. Mặt cắt ngang lịng sơng đầu cù lao ................................................... 111
Hình 4.19. Mặt cắt ngang lịng sơng đoạn cong Long Khánh-Thường lạc ............ 111
Hình 4.20. Mặt cắt ngang lịng sơng đi cù lao .................................................. 111


viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1. Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền .......................................................... 42
Bảng 2 2. Diện tích, mật độ, dân số trung bình của các xã huyện Hồng Ngự năm
2010[14] ................................................................................................................ 45
Bảng 2 3. Số hộ nghèo t nh đến ngày 31/12/2010 .................................................. 46
Bảng 2 4. Kết quả đo đạc phân chia lưu lượng giữa các nhánh sông khu vực cù lao
Long Khánh[13] .................................................................................................... 52
Bảng 3. 1. Mức hiệu quả của mơ hình theo Nash – Sutcliffe 78
Bảng 3. 2. Hệ số E tính tốn .................................................................................. 78
Bảng 3. 3 Các thơng số mơ hình ............................................................................ 79
Bảng 3. 4. Vận tốc khởi động tính tốn .................................................................. 80
Bảng 3. 5. Tính tốn ổn định tại các mặt cắt bằng phần mềm Geo-Slope ............... 89
Bảng 4. 1. Lưu lượng phân chia qua các thời kì 91
Bảng 4. 2. Quan hệ giữa chiều dài mỏ hàn L và tỉ số QLT/QHN ............................. 101
Bảng 4. 3. Lưu lượng và mực nước lũ thiết kế (Nguồn VKHTLMN) ................... 104
Bảng 4. 4. Lưu lượng và mực nước chỉnh trị (Nguồn VKHTLMN) ..................... 104
Bảng 4. 5. Mực nước kiệt thiết kế với tần suất 95% (Nguồn VKHTLMN) .......... 105


1

LỜI MỞ ĐẦU

0.1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sơng có cù lao ở trên thế giới và ở nước ta rất phổ biến, hầu như các con

sông lớn và vừa đều có các cù lao (miền Nam gọi là cù lao hoặc cồn, miền Bắc gọi
là bãi giữa). Thông thường, các đoạn sơng này có hình dáng phình rộng ở giữa, có
hai nút thắt hai đầu, giống hình dáng bao tử. Nơi đây, dịng sơng rẽ nhánh và phân
phối lại lưu lượng, kéo theo đó là sự phân phối vận chuyển bùn cát, thay đổi cấu
trúc lòng dẫn, tuyến lạch sâu thay đổi, sau đó các dịng sơng nhánh lại hợp với nhau.
Cù lao thường là nơi có nước vây quanh, đồng thời là nguồn đất phù sa màu mỡ là
nơi rất đa dạng sinh học và có năng suất sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng rất cao.
Đoạn cù lao Long Khánh nằm trên sơng Tiền, nằm ở phía Bắc cù lao Cái
Vừng, bao gồm 2 xã Long Khánh A và Long Khánh B, huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng
Tháp. Đất cù lao được phù sa sông Tiền bồi đắp thường xuyên nên khá màu mỡ,
thích hợp cho các loại cây trồng. Cù lao Long Khánh được xem là thủ phủ trồng bắp
của tỉnh Đồng Tháp.
Những năm gần đây, do ảnh hưởng của dịng chảy sơng Tiền, đất cù lao bị
sạt lở mạnh. Theo báo tuổi trẻ ngày 06/08/2009 cho biết: "Tại cù lao Long Khánh,
sau khi nuốt mất đất chuyên canh hoa màu, “bà thủy” tiếp tục ăn sâu vào khu vực
đông dân cư, một dải đất dài 150m ở ấp Long Phước, xã Long Khánh A bị trơi
xuống sơng. Xói lở hàng năm đã cuốn đi hàng trăm hécta đất canh tác, phá hủy
nhiều nhà dân và trường học, bệnh viện, đồng thời đã cướp đi sinh mạng của dân cư
sinh sống ven sơng. Điển hình là lở đất vào tháng 4/1992 ở Hồng Ngự làm 10 người
chết. Hay gần đây vào khoảng 10 giờ tối ngày 26/8/2014 một vụ sạt lở đã xảy ra tại
Ấp Long Hòa với chiều dài 30m, ăn sâu vào đất liền 10m. Ngày 3/10/2014 sạt lở tại
ấp Long Thạnh, xã Long Thuận với chiều dài khoảng 45m, ăn sâu vào đất liền 15m,
làm mất toàn bộ đường ấp Long Thạnh, 4 căn nhà dân phải di dời khẩn cấp.
Q trình xói lở của khu vực ngày càng phát triển mạnh. Như vậy, chúng ta
muốn khai thác các cù lao về mặt kinh tế - xã hội, trước tiên phải bảo vệ làm ổn

Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy


2
định các cù lao. Muốn làm được điều đó, chúng ta phải hiểu rõ các quy luật hình
thành, phát triển và vai trò của chúng đối với lòng dẫn, dự báo khả năng biến đổi
của chúng, từ đó đưa ra các giải pháp để điều chỉnh, để ổn định cù lao. Chính vì vậy
đề tài: “Nghiên cứu dự báo sạt lở tại khu vực cù lao Long Khánh trên sông Tiền và
đề xuất các giải pháp bảo vệ” là bước đầu để có một cái nhìn tổng quan về hiện
tượng sạt lở, đánh giá được thực trạng xói lở, dự báo khả năng biến đổi của chúng
và đề xuất các giải pháp để điều chỉnh ổn định cù lao, giúp ổn định cuộc sông của
nhân dân để phát triển kinh tế xã hội là hết sức cần thiết, phù hợp với điều kiện hiện
nay của cù lao Long Khánh trên sơng Tiền.

Hình 1: Cù lao Long Khánh
0.2.
-

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Dự báo được diễn biến sạt lở, bồi lắng ở khu vực cù lao Long Khánh trên
sông Tiền.

-

Đề xuất giải pháp cơng trình để điều chỉnh dịng chảy và ổn định cù lao Long
Khánh.

Phan Văn Dũng
Chuyên ngành xây dựng Công trình Thủy

3
0.3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Thu thập tài liệu cơ bản: Tình hình dân sinh, tình hình kinh tế xã hội trên khu
vực cù lao Long Khánh; Tài liệu địa hình, địa chất, thủy văn bùn cát tại các
nhánh sông thuộc khu vực cù lao Long Khánh.
 Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp khoa học công nghệ để điều chỉnh,
ổn định đoạn sơng có cù lao trên thế giới và trong nước.
 Nghiên cứu các phương pháp dự báo sạt lở, biến đổi hình thái tại khu vực
cù lao Long Khánh.
 Nghiên cứu các giải pháp cơng trình để chỉnh trị, bảo vệ khu vực cù lao
Long Khánh trên sông Tiền.
 Đánh giá ưu, nhược điểm của từng giải pháp và đề xuất thiết kế sơ bộ cho
phương án chọn để bảo vệ cù lao Long Khánh.
0.4.

CÁCH TIẾP CẬN
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là cù lao Long Khánh và vùng phụ

cận, trong đó các yếu tố về thủy động lực, vận chuyển bùn cát, diễn biến bùn
cát, tình hình sạt lở. Do đó, để tiếp cận đối tượng cần tiếp cận theo các hướng
khác nhau.
-

Khảo sát, điều tra, tổng kết thực tế.

-

Phương pháp kế thừa, sử dụng các tài liệu hiện có để thẩm tra lại.

-

Phương pháp lý thuyết (phân tích lý thuyết, sử dụng các phần mềm tính
tốn...).

 Tiếp cận thực tiễn một cách có hệ thống và toàn diện
Tiếp cận thực trạng diễn biến sạt lở, hình thái sơng và các mối tương
quan trong tổng thể phát triển chung về thủy lợi, và các ngành kinh tế khác của
vùng.
 Tiếp cận với các phương pháp mới
Tiếp cận với các thành tựu khoa học công nghệ, các tiến bộ kỹ thuật trên
thế giới về công nghệ, kỹ thuật để ứng dụng các vật liệu, kết cấu trong thiết kế
Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy


4
và thi cơng trình thủy lợi.
 Kế thừa có chọn lọc tri thức, kinh nghiệm và cơ sở dữ liệu đã có
Tiếp thu, phát triển các kinh nghiệm và kết quả đã nghiên cứu trước đây
về các cơng trình bảo vệ bờ trong cơng trình thủy lợi, tổng hợp, bổ sung và
hoàn thiện cơ sở tài liệu phục vụ đề tài nghiên cứu.
0.5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 Phương pháp kế thừa:

Trên cơ sở các đề tài, dự án nghiên cứu đã và đang thực hiện trên khu

vực nghiên cứu và vùng lân cận, tác giả sẽ kế thừa, tiếp thu đồng thời phát triển
các tài liệu, số liệu, kết quả nghiên cứu trước đây.
 Phương pháp thống kê
Dựa trên nền cơ sở dữ liệu về dòng chảy, thủy văn, bùn cát, sử dụng
phương pháp thống kê để đánh giá, phân t ch cơ sở dữ liệu.
 Phương pháp mơ hình tốn
Sau khi thu thập đầy đủ cơ sở dữ liệu, tiến hành xây dựng mơ hình tốn
2D (MIKE21FM) để nghiên cứu đánh giá thực trạng, tình hình sạt lở, dự báo
sạt lở và tác động của khu vực trước và sau khi có cơng trình bảo vệ.
0.6.

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

-

Nghiên cứu dự báo sạt lở, diễn biến hình thái tại khu vực cù lao Long Khánh

-

Kết quả là các giải pháp bảo vệ và chỉnh trị tổng thể để ổn định cù lao Long
Khánh, từ đó bảo vệ đời sống an sinh xã hội trên cù lao.

Phan Văn Dũng
Chuyên ngành xây dựng Cơng trình Thủy


5
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DỰ BÁO SẠT LỞ
1.1.1. Trong nước
Trước tình hình sạt lở diễn ra ở nhiều nơi, gây mất đất, mất nhà cửa, ảnh
hưởng lớn đến đời sống của người dân và hạ tầng kỹ thuật từ Bắc vào Nam, nên đã
có nhiều nghiên cứu về sạt lở được thực hiện.
-

Nghiên cứu “Ứng dụng công thức kinh nghiệm Hickin & Nanson dự báo sạt

lở bờ sông Cửu Long” của tác giả Lê Mạnh Hùng và Nguyễn Nghĩa Hùng thuộc
Viện KHTLMN[1]. Hay một số công thức thực nghiệm giữa quan hệ hình thái sơng
của các tác giả: GS.TS Lương Phương Hậu, PGS.TS Lê Ngọc Bích.
-

“Phương pháp đánh giá dự báo khả năng sạt lở bờ sơng theo chỉ tiêu tích hợp

các yếu tố điều kiện kỹ thuật tự nhiên vùng ven sông” của tác giả TSKH Trần Mạnh
Liểu Viện KHCN[2].
-

“Nghiên cứu dự báo xói lở bờ sơng bằng địa vật lý công nghệ không phá hủy

Georadar” của trường ĐHKHTN thuộc ĐHQG.TP.HCM[3].
-

Phương pháp dự báo bằng mơ hình vật lý: Mơ hình sơng Hồng thực hiện ở

phịng thí nghiệm của Viện KHTL.

-

Phương pháp dự báo bằng mơ hình tốn: Ứng dụng bộ mơ hình MIKE21 của

Viện nghiên cứu thủy lực Đan Mạch DHI[22] để nghiên cứu về sông Hồng của công
ty tư vấn thiết kế Cảng-Đường thủy, ứng dụng mơ hình MIK21C để nghiên cứu về
sông Hồng hay nhiều đoạn sông khác của Viên KHTL, ngồi ra cịn có một số mơ
hình khác như Geo Slope của Canada[23], hay BSM của Mỹ[24].
1.1.2. Ngồi nước
-

Dự báo bằng cơng thức kinh nghiệm của Hickin & Nanson[25] dự báo sạt lở

cho 189 đoạn sông cong ở Canada.
-

Dự báo sạt lở dựa trên xu thế diễn biến lòng dẫn, đường bờ của tác giả

Sarker[26] trên các dịng sơng ở Băng La Đét.
Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy


6
-

Đặc biệt phương pháp dự báo bằng mơ hình vật lý hoặc mơ hình tốn. Với

một số mơ hình tốn nổi tiếng như bộ mơ hình MIKE của Viện nghiên cứu thủy lực
Đan Mạch DHI, Geo slope của Canada, hay BSM của Mỹ.

Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp dự báo sạt lở mà học viên quan
tâm và nhận xét để lựa chọn phương pháp dự báo sạt lở phục vụ cho đề tài nghiên
cứu.
1.1.3. Dự báo xói lở bằng công nghệ không phá hủy Georadar
1.1.3.1. Nguyên lý hoạt động của Georadar (GPR)
Sóng điện từ ở dải tần số cao được phát dưới dạng xung xuống đất, khi gặp
các mặt ranh giới hay các di vật sẽ phản xạ trở lại. Angten của thiết bị thu ghi lại
xung phản xạ và lưu giữ vào máy (hình 1.1). Qua xử lý, phân tích, minh giải để
phán đốn nguồn gây ra dị thường, tìm ra vị tr , k ch thước và bản chất của chúng.

Hình 1.1. Nguyên lý hoạt động của Georadar
1.1.3.2. Ứng dụng của Georadar

Hình 1.2. Hố sụt tại giao lộ Hai Bà Trưng - Nguyễn Văn Thủ, Q.1, Tp.HCM
Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy


7
GPR ngày càng được sử dụng rộng rãi cả trong xây dựng, khảo sát địa chất,
kiểm tra chất lượng công trình...
 Ở nước ngồi: Tại Trung Quốc đã sử dụng cơng nghệ GPR để khảo sát nền

móng của đê đập, đánh giá độ nứt nẻ, các khe nứt, tổ mối trong thân đê đập. Ở Ba
Lan dùng để đánh giá hiện trạng các đường băng sân bay hay khảo sát tìm các vị trí
dị vật trong thân đê đập, khoanh vùng các đoạn đê xung yếu có khả năng bị vỡ khi
có lũ.
 Ở trong nước: Dùng để xác định tổ mối và các khuyết tật trong thân đê, hệ

thống cống dưới đê, đập đất, khảo sát các điểm xung yếu để dự báo sạt lở bờ sông

Tiền tại Hồng Ngự, nghiên cứu cấu trúc địa chất, môi trường dải ven bờ ở Bạc Liêu,
Bình Thuận. Hay dùng GPR để dị tìm các hố sụt tại giao lộ Hai Bà Trưng Nguyễn
Văn Thủ, Q1, TP.HCM (hình 1.2). Sử dụng GPR để xác định ranh giới, đề xuất các
giải pháp khắc phục sự cố hố sụt trên mặt đường cao tốc tại Đồng Mỏ - Lạng Sơn.
1.1.3.3. Ưu, nhược điểm của phương pháp
-

Ưu điểm: Khả năng không phá hủy, thu thập số liệu nhanh, độ phân giải cao,

phân biệt tốt các dị thường gần nhau.
-

Nhược điểm: Thường bị nhiễu khi sử dụng angten khảo sát tần số cao trong

thành phố và khu đơng dân cư.
1.1.4. Dự báo xói lở bằng cơng thức kinh nghiệm
1.1.4.1. Cơ sở của phương pháp
Áp dụng các cơng thức kinh nghiệm đã có, hay xây dựng cơng thức kinh
nghiệm để tính tốc độ diễn biến lịng dẫn trên cơ sở các tài liệu đo đạc thực tế để áp
dụng. Trong thực tế thì mỗi khu vực nghiên cứu đều có những đặc điểm riêng nên
việc tìm cơng thức kinh nghiệm phù hợp để áp dụng là tương đối khó khăn. Vì vậy
ta thường xây dựng cơng thức kinh nghiệm cho từng mặt cắt ngang sông tại những
khu vực có tài liệu cần thiết.
Tuy nhiên hạn chế của các công thức kinh nghiệm này là phụ thuộc nhiều
vào tài liệu xây dựng cơng thức và mang tính chất cục bộ cho từng vị trí, mặt khác
Phan Văn Dũng
Chuyên ngành xây dựng Cơng trình Thủy


8

chỉ đề cập tới các yếu tố hình học của khối đất lở và lịng dẫn, mà chưa nói tới các
yếu tố dòng chảy như trị số, thời gian duy trì, hay các yếu tố vật liệu cấu tạo lịng
dẫn chỉ được đề cập qua các hệ số thực nghiệm. Điều đó làm kết quả khơng chính
xác khi các năm có dịng chảy khác thường.
1.1.4.2. Một số cơng thức kinh nghiệm tính tốc độ xói lở bờ
1. Cơng thức kinh nghiệm tính tốc độ xói lở bờ cho đoạn sơng cong Ibadzade[5].
Bxi  Bxo EXP[

Ri
]
Bi

(1-1)

Trong đó:
-

Bxi: Là tốc độ xói lở ngang (m/năm) tại mặt cắt thứ i.

-

Bxo: Là tốc độ xói lở ngang lớn nhất tại đoạn nghiên cứu (m/năm) trong quá
khứ.

-

Ri: Bán kính cong tại mặt cắt thứ i (m).

- Bi: Chiều rộng sông tại mặt cắt thứ i (m).

-

α: Hệ số thực nghiệm.

2. Công thức kinh nghiệm tính xói lở bờ của Pơpơp[6] xây dựng từ tài liệu đo diễn
biến xói lở nhiều năm trên các sơng vùng Trung Á.

Bxi 

 .F H max i  H 0

[
]
L.T H max  H 0

(1-2)

Trong đó:
-

F: Diện tích khối đất bờ xói lở trong khoảng thời gian T năm (m2).

-

L: Chiều dài đường bờ sạt lở của từng giai đoạn (m).

-

T: Thời gian xói lở (năm).

-

Hmaxi: Độ sâu lớn nhất tại mặt cắt tính tốn thứ i (m).

-

Hmax: Độ sâu lớn nhất của đoạn xói lở nghiên cứu (m).

-

Ho: Độ sâu ổn định tại mặt cắt quá độ (m).

3. Công thức kinh nghiệm xây dựng từ tài liệu đo đạc bờ tả sông Tiền khu vực
Thường Phước tỉnh Đồng Tháp[7].
Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy


9

Bxi 

 .F H max i  H 0
[

L.T H max  H 0

]

(1-3)

Trong đó:
-

Các kí hiệu như trong cơng thức (1-2).

-

β: Hệ số thực nghiệm.

1.1.5. Dự báo xói lở bồi lắng trên xu thế diễn biến lòng dẫn, đường bờ
1.1.5.1. Cơ sở của phương pháp
Là các quy luật diễn biến lòng dẫn đã được xác định trong quá khứ và kinh
nghiệm, sự hiểu biết của người làm dự báo.
1.1.5.2. Nội dung của phương pháp
-

Thu thập tài liệu về địa hình lịng sơng, tài liệu về thủy văn, dịng chảy, bùn

cát..., các tài liệu khơng ảnh hay có ảnh chụp từ vệ tinh về khu vực nghiên cứu.
-

Xác định quy luật diễn biến lòng dẫn trên mặt bằng, mặt cắt dọc và mặt cắt

ngang, bằng cách chập các bình đồ đo đạc lịng sơng trong nhiều năm kết hợp với
việc xếp chồng các tài liệu ảnh.
-

Xây dựng mối quan hệ giữa diễn biến lòng dẫn trên mặt bằng, mặt cắt dọc và

mặt cắt ngang với các yếu tố thủy văn dịng chảy, tính chất cơ lý của đất, cấu tạo
lịng sơng, bờ sơng, các yếu tố sóng...
-

Dự báo chế độ thủy văn dòng chảy trong khoảng thời gian cần dự báo xói lở.

-

Dự báo tốc độ, quy mơ xói lở cho từng mốc thời gian yêu cầu. Trên cơ sở các

quy luật diễn biến đã xác định được phân tích đánh giá xu thế diễn biến thực tế.
1.1.6. Dự báo xói lở bằng mơ hình vật lý
1.1.6.1. Nội dung
Là phương pháp xây dựng mơ hình ngun mẫu ngồi thực tế cho một đoạn
bờ cụ thể nào đó hoặc các cơng trình theo tỉ lệ thu nhỏ. Các tác động trong tự nhiên
tới bờ sơng như sóng, dịng chảy, sự biến đổi mực nước do thủy triều...được tạo ra
trong phịng thí nghiệm với tỉ lệ tương ứng với tỉ lệ mô hình. Các số liệu về mực
Phan Văn Dũng
Chuyên ngành xây dựng Cơng trình Thủy


10
nước, dịng chảy và sự biến đổi của bờ sơng được ghi nhận lại thông qua các thiết bị
đo đạc tự động hoặc bán tự động đặt trong mơ hình.
1.1.6.2. Ưu, nhược điểm
-

Ưu điểm: Phương pháp này cho kết quả có độ tin cậy cao. Với những dự án

quan trọng, có vốn đầu tư lớn, phương pháp này thường được dùng để kiểm chứng

lại các kết quả của phương pháp khác.
-

Nhược điểm: Xây dựng mơ hình vật lý để mơ phỏng lại các diễn biến đường

bờ trong phịng thí nghiệm nên hết sức tốn kém và phức tạp. Yêu cầu nơi xây dựng
và thí nghiệm mơ hình phải được trang bị đầy đủ các thiết bị thí nghiệm, các thiết bị
đo đạc, xử lý, phân tích số liệu đồng bộ và hiện đại, phải có đội ngũ chuyên gia và
các kỹ thuật viên lành nghề và có chun mơn cao.
1.1.7. Dự báo xói lở bằng mơ hình tốn
1.1.7.1. Cơ sở của phương pháp
Là phương pháp mơ phỏng và tính tốn sự vận chuyển bùn cát, quá trình
diễn biến đường bờ thơng qua các phương trình tốn. Với các điều kiện biên ban
đầu xác định thì lượng vận chuyển bùn cát qua một số mặt cắt ngang trong một đơn
vị thời gian sẽ được tính tốn từ các tác động sóng, dịng chảy, thủy triều. Trong
khoảng thời gian tính tốn, khi tổng lượng bùn cát vận chuyển trên một đoạn bờ
được xác định thì vị tr đường bờ mới sẽ được xác định theo phương pháp cân bằng
bùn cát. Nếu tổng lượng bùn cát vận chuyển tới lớn hơn tổng lượng bùn cát vận
chuyển đi thì bờ bị bồi, hoặc nếu lượng bùn cát vận chuyển tới nhỏ hơn lượng bùn
cát vận chuyển đi thì bờ bị xói lở, cịn nếu lượng bùn cát vận chuyển đi cân bằng
lượng bùn cát vận chuyển đến thì bờ ở trạng thái ổn định.
1.1.7.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp
-

Ưu điểm: Cho kết quả nhanh, độ ch nh xác tương đối cao, bản chất vật lý và

cơ chế của quá trình diễn biến đường bờ được mô tả rõ ràng. Mặt khác, phương
pháp này thường có kinh phí thực hiện thấp nhất so với các phương pháp khác.

Phan Văn Dũng

Chuyên ngành xây dựng Công trình Thủy


11
Ngồi ra cịn dễ dàng, nhanh chóng khi cần thay đổi các phương án mơ phỏng mà
khơng địi hỏi phải đầu tư thêm kinh ph .
-

Nhược điểm: Độ tin cậy mơ hình phụ thuộc nhiều vào các số liệu đầu vào để

kiểm định mơ hình nhưng nhiều khi các số liệu này cũng khơng có đầy đủ. Mặt
khác, trong mơ hình mơ phỏng thường phụ thuộc vào các giả thiết của người lập mơ
hình, khi đó người sử dụng cần hiểu và nắm rõ những loại hình mơ hình nào được
áp dụng.
1.1.7.3. Ứng dụng của phương pháp
Có rất nhiều các mơ hình đã được nghiên cứu và phát triển, trong đó được sử
dụng rộng rãi nhất là bộ mơ hình MIKE của DHI Đan Mạch. Mơ hình nay được sử
dụng để mơ phỏng các q trình thủy động lực học, tính tốn dịng chảy, sự vận
chuyển và khuếch tán của các chất hòa tan và lơ lửng, bùn cát, sự lan truyền của
sóng biển, tính tốn sạt lở, bồi lấp vùng cửa sơng, ven biển.
Ngồi ra cịn có một số mơ hình thơng dụng khác như Delt 2D, 3D mơ hình
hóa thủy lực, lan truyền chất, sóng, vận chuyển bùn cát, biến đổi đáy của WL Delt
Hydraulics Hà Lan, sử dụng hệ lưới trực giao. Hay bộ phần mềm SMS 2D, 3D của
Aquaveo Mỹ. SMS mơ hình hóa thủy lực, lan truyền chất, sóng, vận chuyển bùn
cát, biến đổi đáy, sử dụng cả lưới phi cấu trúc dựa trên phương pháp phần tử hữu
hạn và cả lưới cấu trúc theo phương pháp sai phân hữu hạn. Nhược điểm của mơ
hình này là sự kết nối giữa các module bị hạn chế.
Kết quả nhận được từ mơ hình tốn giúp ta nhìn nhận hiện tượng sạt lở bờ
một cách tồn diện hơn, đúng bản chất vật lý hơn. Từ đó chúng ta sẽ xác định được
tổ hợp các yếu tố tự nhiên tác động bất lợi nhất và xác định được tốc độ sạt lở bờ tại

khu vực nghiên cứu theo khơng gian, thời gian, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp
phòng chống hiệu quả, ổn định lâu dài, ít tốn kém, t tác động xấu tới môi trường.
Nhận xét: Có rất nhiều phương pháp dự báo sạt lở như đã đề cập ở trên. Tuy
nhiên mỗi phương pháp đều có những điểm mạnh điểm yếu riêng của nó, tùy vào
từng khu vực nghiên cứu mà ta lựa chọn phương pháp dự báo cho phù hợp. Với mơ
hình MIKE, khó khăn nhất khi sử dụng mơ hình này là mô phỏng một cách đầy đủ
Phan Văn Dũng
Chuyên ngành xây dựng Cơng trình Thủy


12
hiện tượng vật lý khi khối đất bị sạt lở, q trình dịng nước mang đi các hạt bùn
cát, sau một thời gian khối bùn cát này bị mất dần và gây xói lở. Kết hợp sử dụng
phần mềm Geoslope để t nh toán các hiện tượng sạt lở do chất tải, nạo vét gây ra...
Với dự báo xói lở bằng cơng thức kinh nghiệm thì hạn chế là phụ thuộc nhiều vào
tài liệu xây dựng công thức, mang t nh cục bộ cho từng vị tr . Vì vậy tùy thuộc vào
từng khu vực, từng nguyên nhân cụ thể mà ta áp dụng phương pháp t nh toán, phần
mềm ứng dụng một cách hợp lý sao cho hiệu quả nhất.
Với khu vực cù lao Long Khánh, nơi có mức độ bồi tụ, sạt lở diễn ra rất
mạnh. Để dự báo xói lở, bồi tụ và dịch chuyển đường bờ thì hướng giải quyết chủ
yếu là sử dụng mơ hình tốn mơ phỏng chế độ thủy động lực và hình thái sơng, có
kiểm chứng bằng số liệu khảo sát thực tế. Sau khi xem xét, so sánh giữa các mơ
hình ta lựa chọn mơ hình MIKE. Vì mơ hình này cho phép mơ phỏng được tồn
miền nghiên cứu thay vì chỉ tại một vài điểm như số liệu đo đạc. Bộ mơ hình họ
MIKE đã được lựa chọn với các lợi thế:
-

Là bộ phần mềm t ch hợp đa t nh năng: T nh tốn sóng, dịng chảy, vận
chuyển bùn cát, diễn biến địa hình đáy...

-

Cơ sở tốn học chặt chẽ, chạy ổn định, thời gian t nh toán nhanh.

-

Đã được kiểm nghiệm thực tế ở nhiều quốc gia trên thế giới.

-

Có giao diện thân thiện, dễ sử dụng.
Vậy trong phạm vi luận văn, học viên sẽ sử dụng mô hình MIKE để t nh tốn

diễn biến lịng dẫn khu vực cù lao Long Khánh nằm trên sông Tiền thuộc huyện
Hồng Ngự tỉnh Đồng Tháp và sử dụng phần mềm Geoslope để dự báo khả năng sạt
lở cho khu vực này.
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ CHỐNG SẠT LỞ
1.2.1. Tổng quan
Phòng chống sạt lở cần được tiến hành một cách đồng bộ và toàn diện các
giải pháp kể cả trực tiếp lẫn gián tiếp, cả giải pháp cơng trình và phi cơng trình để
phịng chống một cách có hiệu quả nhất. Nhìn chung các giải pháp phịng chống xói
Phan Văn Dũng
Chun ngành xây dựng Cơng trình Thủy