Nghiên cứu hiệu quả của một số giải pháp công trình điều chỉnh lưu lượng tại nút phân lưu Sông Hồng Sông Đuống (Luận văn thạc sĩ file word)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.37 MB, 106 trang )
LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu hiệu quả của một số giải pháp
cơng trình điều chỉnh lưu lượng tại nút phân lưu sông Hồng – sông Đuống"
được hồn thành nhờ sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quỳnh
cùng với các đồng nghiệp Trung tâm Động lực sông – Viện Khoa học Thủy lợi Việt
Nam cũng như sự tạo điều kiện và giúp đỡ của gia đình và người thân.
Tác giả xin cảm ơn các thầy cô ở Trường Đại học Thủy lợi, Khoa Công trình
đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn này.
Cảm ơn lãnh đạo Phịng Thí Nghiệm Trọng Điểm Quốc Gia về Động Lực
Học Sông Biển; Cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp Trung tâm động lực sơng đã
tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình
học tập và làm luận văn.
Cảm ơn sự động viên giúp đỡ, chia sẻ, cổ vũ tinh thần của người thân, gia
đình và bạn bè để tác giả có thể hồn thành luận văn.
Do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn khơng thể tránh được những
thiếu sót nên tác giả rất mong nhận được ý kiến chia sẻ, đóng góp của các thầy cơ,
bạn bè đồng nghiệp để luận văn đáp ứng được những mục tiêu đề ra.
Hà Nội, tháng 10 năm
2014 Tác giả luận
văn
Nguyễn Mạnh Hoàng
BẢN CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, đây là kết quả nghiên cứu của bản thân, hướng nghiên
cứu được xuất phát từ yêu cầu phát sinh trong thực tế và kinh nghiệm của bản thân
tích lũy được trong thời gian làm việc. Các số liệu được thu thập và kết quả trích
dẫn để phục vụ tính tốn có nguồn gốc rõ ràng, tn thủ đúng ngun tắc. Các kết
quả chính trình bày trong luận văn không trùng lặp với các kết quả công bố trước
đây.
Hà Nội, Tháng 10 năm 2014
Tác giả luận văn
Nguyễn Mạnh Hoàng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
I. ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1
II. Mục đích của đề tài........................................................................................... 3
III. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN................................................ 4
1. Phạm vi nghiên cứu....................................................................................... 4
2. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 4
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................... 5
IV. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN.......................................... 5
CHƯƠNG 1.
ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ KHU VỰC
PHÂN LƯU SÔNG HỒNG – SÔNG ĐUỐNG........................................................................... 6
1.1
ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU................................................... 6
1.1.1
Vị trí địa lý đoạn sơng........................................................................ 6
1.1.2
Các đặc trưng về chế độ thủy văn, thủy lực....................................... 7
1.1.3
Điều kiện địa chất.............................................................................. 9
1.1.4
Các cơng trình xây dựng trên và lân cận khu vực phân lưu sông
Hồng – sông Đuống........................................................................................ 10
1.2
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU CHUNG VỀ PHÂN LƯU VÀ CÁC
NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN PHÂN LƯU SƠNG HỒNG – SƠNG
ĐUỐNG.............................................................................................................. 15
1.2.1
Tình hình nghiên cứu ngồi nước.................................................... 15
1.2.2
Tình hình nghiên cứu trong nước..................................................... 18
1.2.3
Những vấn đề nghiên cứu luận văn cần đặt ra.................................. 27
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG TỶ LỆ PHÂN LƯU TỪ SÔNG HỒNG
VÀO SÔNG ĐUỐNG VÀ CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN QUẢN LÝ KHAI THÁC DỊNG SƠNG 28
2.1
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG TỶ LỆ PHÂN LƯU TỪ SÔNG
HỒNG VÀO SƠNG ĐUỐNG............................................................................ 28
2.1.1
Các số liệu sử dụng cho phân tích.................................................... 28
2.1.2
Phân tích biến động tỷ lệ phân lưu từ sơng Hồng vào sông Đuống
theo số liệu thực đo......................................................................................... 30
2.1.3
Tỷ lệ phân lưu từ sông Hồng vào sông Đuống theo các tính tốn....36
2.2
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG CÁC QUAN HỆ THỦY VĂN,
LÒNG DẪN KHU VỰC PHÂN LƯU HỒNG - ĐUỐNG..................................37
2.2.1
Biến động các quan hệ thủy văn trên sông Đuống...........................37
2.2.2
Biến động lịng dẫn khu vực phân lưu Hồng - Đuống......................39
2.3
TÁC ĐƠNG CỦA SỰ GIA TĂNG TỶ LỆ PHÂN LƯU VÀO SÔNG
ĐUỐNG.............................................................................................................. 46
2.3.1
Tác động đến cơng tác quản lý phịng chống lũ...............................46
2.3.2
Tác động đến khả năng cấp nước mùa kiệt......................................47
2.4
KẾT LUẬN CHƯƠNG........................................................................... 48
2.4.1
Biến động về thủy văn, thủy lực mang tính đột biến........................48
2.4.2
Biến động về lịng dẫn với xu thế xói sâu ở cửa vào và mất ổn định
mom phân lưu Bắc Cầu ( nằm giữa sông Hồng và sông Đuống).....................48
2.4.3
Vấn đề phải giải quyết và biện pháp cần thực hiện..........................49
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH HẠN CHẾ LƯU LƯỢNG
TẠI NÚT PHÂN LƯU SÔNG HỒNG – SÔNG ĐUỐNG
50
3.1
CĂN CỨ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ...................................... 50
3.1.1
Theo yêu cầu hạn chế và giảm tỷ lệ phân lưu vào sơng Đuống........50
3.1.2
Theo u cầu đảm bảo ổn định lịng dẫn (lịng sơng, bờ sơng) khu
vực cửa góp phần ổn định tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống.............................. 51
3.2
ĐỊNH HƯỚNG GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ.............................................. 51
3.2.1
Nhiệm vụ và phạm vi của công trình............................................... 52
3.2.2
Phân tích đề xuất giải pháp cơng trình............................................. 52
3.2.3
Xây dựng các phương án và kịch bản nghiên cứu đánh giá hiệu quả
hạn chế tỷ lệ phân lưu dựa trên các giải pháp cơng trình đề xuất....................54
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU ĐÁNH HIỆU QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ NHẰM HẠN CHẾ LƯU LƯỢNG VÀ ỔN ĐỊNH
CỬA VÀO SÔNG ĐUỐNG.................................................................................... 59
4.1
LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................59
4.2
GIỚI THIỆU VỀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH
VẬT LÝ LỊNG CỨNG..................................................................................... 60
4.2.1
Nhiệm vụ của mơ hình vật lý........................................................... 60
4.2.2
Phạm vi thiết lập mơ hình................................................................ 60
4.2.3
Thiết kế , xây dựng và chế tạo mơ hình........................................... 62
4.3
CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU CƠNG TRÌNH ỔN ĐỊNH CỬA VÀO VÀ
HẠN CHẾ TỶ LỆ PHÂN LƯU VÀO SÔNG ĐUỐNG..................................... 90
CHƯƠNG 5.
4.3.1
CÔNG TRÌNH KÈ PHÂN LƯU ĐẦU MOM BẮC CẦU...............90
4.3.2
CƠNG TRÌNH LẤP HỐ XĨI CỬA VÀO SƠNG ĐUỐNG............93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................... 95
I. KẾT LUẬN..................................................................................................... 95
II. KIẾN NGHỊ................................................................................................... 96
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Tần suất mực nước ngày giai đoạn 1999-2008 tại các trạm thủy văn lân
cận khu vực phân lưu sông Hồng – sông Đuống....................................................... 7
Bảng 1.2: Giá trị đặc trưng của bùn cát qua các thời kỳ........................................... 8
Bảng 1.3: Cấu tạo địa chất mặt............................................................................... 10
Bảng 1.4: Tổng hợp các cơng trình của ngành thủy lợi........................................... 11
Bảng 1.5: Hệ thống mỏ hàn Tứ Liên - Trung Hà..................................................... 12
Bảng 1.6: Hệ thống mỏ hàn Thạch Cầu.................................................................. 12
Bảng 1.7: Hệ thống mỏ hàn xây dựng tại Phú Gia - Tứ Liên.................................. 13
Bảng 1.8: Hệ thống mỏ hàn cọc xây dựng tại bãi Tầm Xá...................................... 14
Bảng 1.9: Tỷ lệ phân lưu sông Hồng trong các nghiên cứu trước đây...................20
Bảng 1.10: Tỷ lệ phân lưu sơng Thái Bình trong các nghiên cứu trước đây..........21
Bảng 1.11: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống theo kết quả phân tich của đề tài KC08/06-10 ( năm 2010).............................................................................................. 21
Bảng 1.12: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống trong quy hoạch thủy lợi đồng bằng
sông Hồng ( năm 2012)........................................................................................... 22
Bảng 2.1: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống theo đặc trưng lưu lượng.....................31
Bảng 2.2: So sánh tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống các thời kỳ............................... 33
Bảng 2.3: Tỷ lệ phân lưu (%) vào sông Đuống trong mùa lũ và mùa kiệt từ phân
tích số liệu thực đo các năm gần đây....................................................................... 34
Bảng 2.4: Tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống ứng với các cấp Q tổng trên sông Hồng
trước phân lưu......................................................................................................... 35
Bảng 2.5: Tỷ lệ phân lưu (%) vào sơng Đuống tính trên mơ hình tốn và mơ hình
vật lý với các kịch bản thủy văn khác nhau (địa hình 2012)................................... 36
Bảng 2.6: Mực nước các thời kỳ ứng với cùng cấp lưu lượng trạm Thượng Cát. . .37
Bảng 2.7: Diễn biến cao độ trung bình đáy sơng và bồi xói trên sơng Hồng.........42
Bảng 2.8: Diễn biến cao độ trung bình đáy sơng và bồi xói trên sơng Đuống.......44
Bảng 2.9: Tổng hợp kết quả tính toán gần đây nhất về tỷ lệ phân lưu mùa lũ.......46
Bảng 2.10: Tỷ lệ phân lưu (%) mùa lũ vào sông Đuống........................................ 46
Bảng 2.11: Lưu lượng, mực nước trên sông Hồng, sông Đuống ứng với mực nước
+2,2 m tại Hà Nội đảm bảo yêu cầu cấp nước tưới................................................. 47
Bảng 3.1: Bảng tổng hợp thông số của các giải pháp công trình...........................55
Bảng 3.2: Tổng hợp đề xuất các phương án nghiên cứu........................................ 56
Bảng 3.3: Các kịch bản thủy thủy văn, thủy lực tính tốn...................................... 57
Bảng 3.4: Tổng hợp các phương án và kịch bản tính............................................ 58
Bảng 4.1: Các vị trí kiểm định mực nước............................................................... 68
Bảng 4.2: Kết quả kiểm định mực nước trên mơ hình - kiệt thực đo 2011..............69
Bảng 4.3: Kết quả kiểm định mực nước trên mơ hình - lũ thực đo 2011.................69
Bảng 4.4: Kết quả kiểm định mực nước trên mơ hình - lũ max 2008......................70
Bảng 4.5: Kiểm định vận tốc kiệt 2011 tại 3 tuyến đo............................................ 71
Bảng 4.6: Kiểm định vận tốc mùa lũ 2011 tại 3 tuyến đo....................................... 72
Bảng 4.7: Kết quả tính tóan tỷ lệ phân lưu phương án PA1 với các phương án chi
tiết chiều dài kè phân lưu khác nhau...................................................................... 76
Bảng 4.8: Kết quả tính vận tốc ( trích Vmax) của phương án PA1 với các phương
án chi tiết chiều dài kè phân lưu khác nhau........................................................... 76
Bảng 4.9: Kết quả tính tóan tỷ lệ phân lưu của phương án PA2 với các phương
án chi tiết cao trình lấp hố xói khác nhau.............................................................. 79
Bảng 4.10: Kết quả tính tóan vận tốc so chọn cho PA 2 với các phương án cao
trình lấp hố xói khác nhau ở đoạn cửa vào sơng Đuống......................................... 79
Bảng 4.11: Mô tả thông số cơ bản của các phương án........................................... 82
Bảng 4.12: Kết quả đo đạc, phân tích tỷ lệ phân lưu các phương án.....................85
Bảng 4.13: Kết quả tính tốn vận tốc lớn nhất khu vực cửa vào sông Đuống........85
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Vị trí khu vực phân lưu sơng Hồng – Đuống................................................ 4
Hình 1.1: Các địa danh dọc theo đoạn sơng nghiên cứu........................................... 6
Hình 1.2: Biểu đồ mực nước cực trị tại trạm Hà Nội qua các năm...........................8
Hình 1.3: Cơng trình chỉnh trị đã xây dựng lân cận phân lưu Hồng – Đuống........11
Hình 1.4: Sơ đồ bố trí cụm cơng trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên đã xây dựng
trên sơng Hồng đoạn Hà Nội
.................................................................................................................................
13
Hình 2.1: Biểu đồ mô tả biến động quan hệ Q-H tại Thượng Cát...........................37
Hình 2.2: Biến động mặt bằng khu vực phân lưu Hồng - Đuống (1991 - 2003).....39
Hình 2.3: Biến động mặt bằng khu vực phân lưu Hồng - Đuống (2000 - 2011).....39
Hình 2.4: Diễn biến mặt cắt ngang điển hình trên sơng Hồng – đoạn phân lưu.....41
Hình 2.5: Diễn biến dọc sơng Hồng – đoạn phân lưu............................................. 41
Hình 2.6: Diễn biến tại một số mặt cắt ngang cửa vào sông Đuống.......................43
Hình 2.7: Diễn biến dọc sơng Đuống...................................................................... 44
Hình 2.8: Hiện trạng xói sâu lịng sơng khu vực cửa vào sơng Đuống....................45
Hình 3.1: Hiện trạng xói sâu lịng sơng khu vực cửa vào sông Đuống và sạt lở mom
phân lưu bãi Bắc Cầu
.................................................................................................................................
51
Hình 3.2: Mặt bằng bố trí giải pháp cơng trình (lấp hố xói và kè phân lưu)...........55
Hình 4.1: Phạm vi thiết lập mơ hình vật lý đoạn phân lưu sơng Hồng – sơng Đuống
...................................................................................................................................61
Hình 4.2: Mơ tả bố trí mặt bằng mơ hình vật lý...................................................... 62
Hình 4.3: Thiết kế mặt bằng mơ hình đoạn sơng ngã ba Hồng - Đuống.................66
Hình 4.4: Xây dựng và chế tạo mơ hình tổng thể.................................................... 67
Hình 4.5: Biểu đồ phân bố V mùa kiệt năm 2011 (thời điểm 19h ngày 03/12)........72
Hình 4.6: Biểu đồ phân bố V mùa lũ năm 2011...................................................... 74
Hình 4.7: Vị trí mặt cắt trích kết quả đo đạc trên mơ hình...................................... 75
Hình 4.8: Mặt bằng mơ tả phương án PA1: kè phân lưu Bắc Cầu........................... 75
Hình 4.9: Mơ tả phương án đại diện PA1 trên mơ hình vật lý................................. 76
Hình 4.10: Mặt bằng mô tả phương án PA1b: lấp hố xói cửa vào sơng Đuống......78
Hình 4.11: Mơ tả phương án đại diện PA1B trên mơ hình vật lý............................79
Hình 4.12: Hình ảnh thí nghiệm phương án PA3..................................................... 84
Hình 4.13: Biểu đồ phân bố vận tốc tại các thủy trực và tuyến đo trên mặt bằng...87
Hình 4.14: Mặt bằng cơng trình kè phân lưu.......................................................... 91
Hình 4.15: Mặt cắt ngang kè phân lưu................................................................... 92
Hình 4.16: Mặt cắt dọc kè phân lưu....................................................................... 92
Hình 4.17: Mặt bằng bố trí cơng trình lấp hố xói cửa vào sơng Đuống..................93
Hình 4.18: Mặt cắt ngang lấp hố xói cửa vào sông Đuống.....................................94
1
MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Sơng Hồng có 2 phân lưu chuyển nước và phù sa sang hệ thống sơng Thái
Bình, là sông Đuống và sông Luộc, theo tài liệu thực đo và tính tốn trong nhiều
năm, qua hai phân lưu này tổng cộng khoảng 35% - 40% lượng lũ sông Hồng đã
chuyển qua hệ thống sơng Thái Bình và trung bình lớn gấp 3 lần lượng lũ sinh ra từ
bản thân lưu vực sơng Thái Bình, trong đó lượng lũ sông Hồng do sông Đuống
chuyển sang thường lớn gấp hơn 2 lần lượng lũ từ thượng lưu sơng Thái Bình đổ về,
vì vậy tổ hợp lũ ở hạ du sơng Thái bình rất phức tạp, phụ thuộc rất lớn vào lũ sông
Hồng, những năm lũ sông Hồng lớn, lũ hạ du sơng Thái Bình cũng lớn. Các nghiên
cứu về tỷ lệ phân lưu của sông Hồng vào sông Đuống đã chỉ ra rằng, trong hàng
chục năm qua, ngay cả trước khi có các hồ chứa thượng nguồn thì tỷ lệ này đã có
những biến động đáng kể, theo các kết quả nghiên cứu trước đây, so sánh thời kỳ
(1988-1992) với thời kỳ (1961-1970) cho thấy:
- Với QHN= 10.000 m3/s, lưu lượng vào sông Đuống tăng khoảng 500m3/s
- Với QHN = 15.000 m3/s , lưu lượng vào sông Đuống tăng trên 1000 m3/s
- Với QHN = 20.000 m3/s, lưu lượng vào sông Đuống tăng trên 1500 m3/s
Các kết quả nghiên cứu trong giai đoạn 1998 - 2000 của Viện KHTL cũng cho
các kết luận sau về biến động tỷ lệ phân lưu giữa sông Hồng và sông Đuống trong
hai thời kỳ (1981 -1989) và (1991 - 1998) khi so sánh với thời kỳ (1961 - 1969);
- Với QHN = 5.000 m3/s, lưu lượng vào sông Đuống tăng là 1,03% và 1,1%
- Với QHN = 10.000 m3/s, lưu lượng vào sông Đuống tăng 3,0% và 3,6%
- Với QHN = 15.000 m3/s, lưu lượng vào sông Đuống tăng là 4,6% và 5,0%
- Với QHN = 20.000 m3/s lưu lượng vào sông Đuống tăng 4,3% và 4,6%
Trong những năm gần đây, tỷ lệ phân lưu từ sơng Hồng vào sơng Đuống lại có
các biến động và gia tăng bất thường. Các kết quả nghiên cứu gần đây nhất đã đưa
ra các số liệu phân tích để minh chứng cho điều này:
- Nghiên cứu của trường Đại học Thủy lợi đã kết luận rằng: trong những năm
gần đây tiếp tục xu thế gia tăng tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống kể cả trong mùa lũ
và mùa kiệt, tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống trong mùa lũ từ năm 2000 đến nay liên
tục tăng, trung bình khoảng 32% – 34% (tăng khoảng 3 – 4% so với trước năm
1998); về mùa kiệt, tỷ lệ phân lưu vào sơng Hồng khơng thấy có biến động đáng kể
tuy nhiên tỷ lệ phân lưu sang sông Đuống đối với hầu hết các tháng trong năm cũng
có xu thế tăng trong giai đoạn 2002-2008.
Đi theo các biến động về tỷ lệ phân lưu là biến động quan hệ Q-H tại các trạm
thủy văn ngay sau phân lưu sông Hồng – sông Đuống, trong mùa lũ nếu so sánh các
năm 2007-2008 với thời kỳ trước năm 1998, tại trạm Hà nội vẫn thể hiện sự gia
tăng mực nước H với cùng 1 cấp lưu lượng Q, nhưng xu thế gia tăng mực nước H
này hầu như không rõ rệt so với giai đoạn năm 2000 –2002; về mùa kiệt quan hệ QH lại có các biến động khá lớn, tại trạm Hà Nội cùng một cấp lưu lượng 1000 m 3/s,
mực nước các năm 2007-2008 hạ thấp 1,0 – 1,1 m so với các năm 2001-2002, tại
trạm Thượng Cát trên sông Đuống cùng một cấp lưu lượng 600 m 3/s, mực nước vào
các năm 2007- 2008 hạ thấp 2,0 – 2,2 m so với các năm 2001-2002.
Bên cạnh các biến động về tỷ lệ phân lưu, các biến động về chế độ thủy lực,
địa hình, lịng dẫn trên sông Hồng trước phân lưu sông Hồng – sông Đuống và cửa
vào sông Đuống cũng rất phức tạp. Trong những năm gần đây, trên sông Hồng ở
thượng và hạ lưu cửa Đuống cũng xảy ra các biến động lòng dẫn đáng kể, xói lở
xảy ra liên tục tại bờ trái tại Tầm Xá ở thượng lưu cửa Đuống và trên đoạn bờ trái từ
cầu Long Biên đến hạ lưu cầu Chương Dương (khu vực Bồ Đê, Ngọc Lâm....) và
chưa có dấu hiệu dừng lại. Tại cửa vào sơng Đuống trong các năm từ 2007 đến nay,
xói lở lại xảy ra mạnh ở hai bên và đầu bãi Bắc Cầu . Lịng sơng tại đoạn cửa vào
sơng Đuống đã xói sâu đáng kể.
Sự biến động của tỷ lệ phân lưu sông Hồng – sông Đuống đã và sẽ dẫn đến
các tác động bất lợi cho việc quản lý khai thác dịng sơng sau phân lưu là sơng
Đuống và đoạn sơng Hồng từ sau ngã ba đến cửa ra, các tác động chính đã xảy ra
là:
- Sự gia tăng tỷ lệ phân lưu vào mùa lũ trên sông Đuống sẽ làm tăng thêm mối
nguy hiểm cho hệ thống đê điều và cơng trình kè vốn đã rất yếu trên sơng Đuống
- Mặc dù tỷ lệ phân lưu vào mùa kiệt có biến động với xu thế tăng vào sông
Đuống trong các các tháng kiệt nhưng thực chất mực nước mùa kiệt lại có xu thế
ngày càng hạ thấp ứng với cùng 1 cấp lưu lượng cả trên sông Hồng và sông Đuống
đã gây ảnh hưởng bất lợi đến hoạt động bình thường của hầu hết cơng trình lấy
nước lớn trên sơng Đuống và sơng Hồng. Đồng thời do lịng dẫn chính bị xói sâu
làm hạ thấp quá mức mực nước trong mùa kiệt đã làm đình trệ hoạt động giao thơng
thủy trên hầu hết các tuyến sông.
- Cùng với biến động tỷ lệ phân chia lưu lượng, sự biến động của tỷ lệ phân
chia bùn cát đã và sẽ tiếp tục gây ra các biến động về lòng dẫn (tăng khả năng xói
lở) và ảnh hưởng đến tính chất ổn định của các quan hệ hình thái sơng, gây khó
khăn trong việc thực hiện các quy hoạch chỉnh trị, khai thác dịng sơng.
Những biến động phức tạp về tỷ lệ phân lưu sông Hồng – sông Đuống kéo
theo các thay đổi của quan hệ Q- H trên hệ thống sông Hồng, sông Đuống trong
những năm gần đây đã dẫn đến các tác động bất lợi đối với phòng chống lũ lụt, an
toàn đê điều, đến các hoạt động khai thác dịng sơng phục vụ nơng nghiệp, dân sinh
và hoạt động bình thường của giao thơng thủy.
Các giải pháp để hạn chế và kiểm soát các tác động bất lợi trên vẫn còn là một
vấn đề để ngỏ cần phải đầu tư nghiên cứu. Cùng với thực tiễn về phát triển kinh tế
xã hội, yêu cầu về khoa học công nghệ vấn đề phân lưu cần phải hoàn thiện và nâng
cao một bước về trình độ nghiên cứu. Giải quyết được các yêu cầu trên là nhiệm vụ
cần thiết và cấp bách hiện nay.
Nghiên cứu đầy đủ và giải quyết được yêu cầu nêu trên là rất khó khăn và
phức tạp. Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sĩ, sẽ chỉ tập trung phân tích,
nghiên cứu 2 vấn đề cơ bản là: biến động tỷ lệ phân lưu từ sông Hồng vào sơng
Đuống và tìm giải pháp để hạn chế sự gia tăng lưu lượng vào sông Đuống nhằm
giảm bớt các tác động bất lợi của việc gia tăng lưu lượng này đến cơng tác quản lý
phịng chống lũ lụt và khai thác sử dụng nước trong mùa kiệt trên các sơng chính
của hệ thống sơng Hồng.
II. Mục đích của đề tài
a. Mục đích đào tạo:
Nhằm giúp học viên tổng hợp được các kiến thức đã học của chương trình
cao học và chun ngành cơng trình thủy, đồng thời nắm được phương pháp luận
nghiên cứu và giải quyết một vấn đề thực tế trên các cơ sở khoa học và tiếp cận với
các giải pháp công nghệ phù hợp.
b. Mục đích nghiên cứu:
Đánh giá được thực trạng biến động tăng về tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống
và các thay đổi lớn về thủy văn và lòng dẫn khu vực phân lưu sông Hồng – Đuống.
Đề xuất được giải pháp cơng trình mang tính định hướng nhằm hạn chế tỷ lệ
phân lưu vào sông Đuống phù hợp với tình hình thực tế hiện nay.
III. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN
1. Phạm vi nghiên cứu
Về không gian, phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung tại khu vực phân lưu bao
gồm các đoạn sông lân cận phân lưu sông Hồng - Đuống.
Hình 1: Vị trí khu vực phân lưu sông Hồng – Đuống
Các nghiên cứu bao gồm từ công tác thu thập phân tích số liệu thực đo thủy
văn, địa hình ... đến các tính tốn phân tích thủy lực trên mơ hình vật lý lịng cứng.
2. Đối tượng nghiên cứu
Với phạm vi và mục tiêu nghiên cứu cần đạt của luận văn nêu ở trên, đối
tượng nghiên cứu tập trung chính vào các vấn đề thủy văn, thủy lực trong các điều
kiện hiện tại và khi xem xét các tác động khác do việc bố trí cơng trình chỉnh trị tại
khu vực phân lưu sông Hồng – sông Đuống. Các yếu tố lịng dẫn và bùn cát sẽ
khơng đề cập trong nghiên cứu của luận văn.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng là:
1. Phương pháp điều tra thực địa:
Điều tra thực địa đoạn sơng nghiên cứu, nhằm mục đích đánh giá tình hình
thực tế về thực trạng địa hình, địa chất, thuỷ lực, thuỷ văn, lịng sơng, bãi sơng và
diễn biến hình thái đoạn sơng nghiên cứu.
2. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:
Sử dụng trong việc xử lý các số liệu về dân sinh, kinh tế, địa hình, địa chất,
thuỷ văn, bùn cát phục vụ tính tốn và phân tích của luận văn.
3. Phương pháp mơ vật lý:
Mơ hình vật lý thường dùng trong nghiên cứu diễn biến lịng sơng là mơ hình
thủy lực lịng động hoặc lịng cứng và mơ hình mà dịng chảy là dịng khí có áp, gọi
tắt là mơ hình khí.
Cơ sở của phương pháp mơ hình vật lý là lý thuyết tương tự; tương tự hình
học, tương tự về động học, tương tự động lực học
4. Phương pháp kế thừa trong nghiên cứu:
Trong quá trình thực hiện, luận văn thảm khảo và kế thừa một số tài liệu, kết
quả nghiên cứu trước đây có liên quan của các cá nhân, cơ quan và tổ chức khác.
Những kế thừa này hết sức quan trọng trong định việc định hướng và hiệu chỉnh các
kết quả nghiên cứu, tính tốn của luận văn để phù hợp hơn với tình hình thực tế và
quy hoạch chung của khu vực nghiên cứu.
IV. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN
- Đánh giá các biến động về tỷ lệ phân lưu tại phân lưu sông Hồng, sông
Đuống và các tác động bất lợi đến quản lý khai thác dịng sơng
- Đề xuất và đánh giá hiệu quả của giải pháp hạn chế tỷ lệ phân lưu tứ ông
Hồng vào sông Đuống
CHƯƠNG 1.
ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
VỀ KHU VỰC PHÂN LƯU SÔNG HỒNG – SÔNG
ĐUỐNG
1.1 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1.1 Vị trí địa lý đoạn sơng
Đoạn sơng phân lưu Hồng – Đuống thuộc thủ đô Hà Nội nằm ở trung tâm
ĐBSH, chảy qua địa phận hành chính của các quận, huyện: Quận Từ Liêm, quận
Tây Hồ, quận Hồn Kiếm, quận Hai Bà Trưng và huyện Thanh Trì ở bờ phải; các
huyện Đông Anh và quận Long Biên ở bờ trái (hình 1.1).
Hình 1.1: Các địa danh dọc theo đoạn sông nghiên cứu
1.1.2 Các đặc trưng về chế độ thủy văn, thủy lực
1.1.2.1 Mực nước ngày
Bảng 1.1: Tần suất mực nước ngày giai đoạn 1999-2008 tại các trạm thủy văn lân
cận khu vực phân lưu sông Hồng – sông Đuống
Tần suất
(%)
Trạm TV
Sơn Tây (S. Hồng)
Hà Nội (S. Hồng)
Thượng Cát (S. Đuống)
1
1300
1020
980
2
1240
942
908
3
1205
908
877
5
1137
845
818
7
1090
796
773
10
1040
740
723
15
972
662
654
20
906
596
588
25
855
537
540
30
812
492
498
40
711
403
420
50
625
338
359
60
578
302
330
70
540
271
300
80
509
244
264
85
492
226
242
90
463
203
216
95
432
177
190
97
418
166
178
98
407
159
169
Mực nước
Biểu đồ mực nước cực trị qua các năm
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1960
1970
1980
2000
1990
2010
2020
Năm
Hmax (cm)Hmin (cm)
Hình 1.2: Biểu đồ mực nước cực trị tại trạm Hà Nội qua các năm
1.1.2.2 Biến đổi của chế độ bùn cát
Từ số liệu thực đo tại các trạm Sơn Tây, Hà Nội và Thượng Cát ta có bảng
thống kê sau:
Bảng 1.2: Giá trị đặc trưng của bùn cát qua các thời kỳ
Hạng mục
Hàm lượng trung bình
(mg/l)
Hàm lượng tối đa
(mg/l)
Lượng tải cát hàng năm
(106 tấn)
Giai đoạn
Sơn Tây
Hà Nội
Thượng Cát
1960÷1988
579
501
563
1989÷1998
350
370
453
534
463
716
1960÷1988
14.600
9.593
5.290
1989÷1998
6.640
6.546
5.640
-
-
-
1960÷1988
117
79
32
1989÷1998
59
45
23
-
-
-
1999÷2008
1999÷2008
1999÷2008
1.1.3 Điều kiện địa chất
1.1.3.1 Địa chất cơng trình trên bãi và lịng sơng (nguồn Viện KH Thủy lợi)
- Lớp 1: Đất lấp là cát pha, sét pha lẫn gạch vụn. Lớp đất này phân bổ mang
tính chất cục bộ, bề dày biến đổi từ 0,3 – 4,3m.
- Lớp 2: Sét pha màu nâu hồng, nâu xám trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy. Lớp
đất này phân bố gần khắp khu vực khảo sát (chủ yếu trên bờ). Bề dày lớp biến đổi
từ 0,4m – 7,8m. Lớp đất này có cường độ chịu tải và tính kháng biến nhỏ, biên dạng
mạnh, mức độ thẩm thấu không cao.
- Lớp 3: Cát pha xen kẹp bùn cát pha màu xám tro, xám đen trạng thái dẻo –
chảy, chứa các ổ, mạch cát mỏng. Lớp đất này phân bố khá phổ biến trong phạm vi
khảo sát. Bề dày lớp biến đổi mạnh từ 1,2m – 8,1m. Lớp cát pha này có cường độ
chịu tải và tính kháng biến khơng cao, biến dạng mạnh, mực độ thẩm thấu khá cao.
- Lớp 4: Bùn sét pha xen kẹp sét pha màu nâu gụ, xám đen lẫn tàn tích thực
vật. Lớp đất này phân bố phổ biến ở bờ tả. Bề dày lớp biến đổi từ 0,6m – 7,2m. Lớp
đất này có cường độ chịu tải và tính kháng biến rất nhỏ, biến dạng mạnh, mức độ
thẩm thấu trung bình.
- Lớp 5: Cát hạt nhỏ – trung màu xám tro, xám đen, bão hoà nước, chặt vừa.
Lớp đất này phân bố khá phổ biến trong khu vực khảo sát. Nhiều chỗ dưới chân bờ
lớp đất này lộ ra ngay trên bề mặt, bề dày lớn hơn >7,7m. Lớp đất này có cường độ
chịu tải khá cao, biến dạng vừa, mức độ thẩm thấu lớn.
- Lớp 6: Sét pha màu xám vàng, xám xanh loang lổ có sạn laterit trạng thái
dẻo cứng – nửa cứng. Lớp đất này trong phạm vi khảo sát mới gặp ở một số lỗ
khoan. Bề dày lớp lớnông nghiệp hơn >6,0m. Lớp đất này có cường độ chịu tải và
tính kháng chiến khá cao, biến dạng nhỏ, mức độ thẩm thấu nhỏ.
• Tổng quát nền thiên nhiên tại khu vực bãi sông Hồng khu vực Hà Nội có
các đặc điểm sau:
- Lớp đất tốt là 6 (sét pha màu xám vàng, xám xanh). Lớp đất này lại phân bố
ở sâu nên ít có tác dụng ổn định bờ.
- Các lớp đất yếu là lớp 2 (sét pha dẻo chảy) lớp 4 (bùn sét pha lẫn tàn tích
thực vật). Các lớp đất có tính thẩm thấu cao và kém dính kết là cát pha (lớp 3) và
cát hạng trung (lớp 4). Các lớp đất này thường phân bố ở nông nên dễ gây hiện
tượng sạt lở bờ. Đặc biệt là lớp các hạt trung (lớp 5) phân bố ngay ở chân bờ nên về
mùa mưa lũ khi nước sông dâng cao, nước ngấm sâu vào phía bãi. Khi nước lũ rút,
nước ngầm thấm dần ra và kéo theo hạt cát ở chân bờ ra và gây hiện tượng trượt lở
bờ.
1.1.3.2 Đặc điểm địa chất mặt
Kết quả phân tích cấu tạo địa chất mặt dọc theo lịng dẫn đoạn sơng nghiên
cứu, trên cơ sở các mẫu đất đáy được lấy tại 13 điểm đo thủy trực; các mẫu được lấy
ở lớp mặt đáy và điểm sâu hơn mặt đáy sông 0,5m, như bảng 1.1 và 1.2 và hình 1.2
thể hiện. Cấu tạo địa chất mặt cho thấy địa chất đáy sông không ổn định, nó rất dễ
bị biến đổi do dịng chảy; được cấu tạo chủ yếu là cát hạt mịn d50 từ 0,1mm đén
0,235mm chiếm ưu thế ở các lạch sâu; được cấu tạo gồm hỗn hợp cát mịn (20 –
40%) bùn (40 – 70%) và sét (10 -20%) chiếm ưu thế ở chỗ cạn và ven bờ.
Bảng 1.3: Cấu tạo địa chất mặt
Đường kính trung bình d50 (mm)
Bề mặt
Đường kính
0,5m dưới lớp mặt
Mùa khơ
Mùa mưa
Mùa khơ
Mùa mưa
Lớn nhất
0.283
0.295
0.301
0.305
Trung bình
0.133
0.219
0.120
0.223
Nhỏ nhất
0.007
0.013
0.010
0.013
1.1.4 Các cơng trình xây dựng trên và lân cận khu vực phân lưu sơng Hồng –
sơng Đuống
1.1.4.1 Các cơng trình cầu vượt sơng
Các cơng trình vượt sơng có liên quan đến nghiên cứu khu vực phân lưu bao
gồm:
- Sông Hồng: các cầu Thăng Long, Nhật Tân, Long Biên, Chương Dương,
Thanh Trì, Vĩnh Tuy.
- sông Đuống: các cầu Đông Trù, Đuống, Đổng Viên.
QUËN LONG BI£N
T TX6
X5
TX4
TX3 TX2
TX1
TX12 TX13 TX14
TX9TX TX11
10
TX8
TX7
K4
K2
B4 B6 B7 B8 B9
KÌ Tø LI£N 1 B5
K3
KÌ TRUNG Hµ 1
KÌ TL3 + NHà BINH
Tc1
K1
Tc2
Tc3
QUậN
HOàNG MAI
quận Tây hồ
QUậN BA ĐìNH
QUậN HOàN KIếM
0
1
QUậN HAI Bà TRƯNG
2345km
Hỡnh 1.3: Cụng trỡnh chnh tr ó xõy dựng lân cận phân lưu Hồng – Đuống
1.1.4.2 Các công trình thủy lợi
Bảng 1.4: Tổng hợp các cơng trình của ngành thủy lợi
TT
Tên cơng trình
Năm xây
dựng
C. dài
(m)
Cao độ
(m)
Hình thức kết cấu
Sơng Hồng ( từ thượng lưu, phía bờ tả)
1
Thụy Phương
1996
600
+10.0
Đá lát khan + khung
2
Phú Gia
98-2000
2800
+10.0
Đá lát khan + khung
3
Phú Gia
1997
1800
+10.0
Đá lát khan + khung
4
Tứ Liên
1998
1150
+10.0
Đá lát khan
5
Chương Dương
1983
400
+10.0
Đá lát khan
6
Bát Tràng
2004
400
+10.0
Đá lát khan + khung
7
Duyên Hà
2008
2200
+10.0
Đá lát khan + khung
8
Thanh Trì
1996
1050
+10.0
Đá lát khan + khung
9
Bắc Cầu
2012
2500
+5,0
Đá đổ, hộ chân
+10.0
Đá lát khan + khung
Sông Đuống
10
Xuân Canh
2012
800
TT
Tên cơng trình
Năm xây
dựng
C. dài
(m)
Cao độ
(m)
2012
2500
+5,0
11 Bắc Cầu
Nhận xét:
Hình thức kết cấu
Đá đổ, hộ chân
Các cơng trình của ngành thủy lợi chủ yếu là hệ thống kè bảo vệ bờ chống
xói tại chỗ , khơng có tác động đến chế độ dịng chảy trong khu vực
1.1.4.3 Các cơng trình chỉnh trị của giao thông
- Cụm MH bãi Tứ Liên- Trung Hà:
Những năm 1986- 1987, để chống bồi lấp cảng Hà Nội, Viện khảo sát- thiết
kế Bộ GTVT đã thực hiện cụm cơng trình đầu tiên ở khu vực bãi Trung Hà, gồm 3
MH phía bãi Tứ Liên, 2 MH ở bãi Trung Hà nhằm đẩy dịng chảy về phía bờ Gia
Lâm, tạo cơ sở thuận lợi để hướng chủ lưu sang bờ hữu vào cảng Hà Nội
TT
Bảng 1.5: Hệ thống mỏ hàn Tứ Liên - Trung Hà
Chiều Cao độ
Năm xây
Hình thức kết
dài kè đầu kè
Kè mỏ hàn
cấu
dựng
(m)
(m)
Ghi chú
1
TL1
1986
538
+6.5
Đá đổ, lõi đất
Hư hỏng hồn tồn
2
TL2
1986
460
+6.0
Cọc BTCT
Hư hỏng
3
TL3
1986
120
+6.0
Cọc BTCT
Hiện cịn
4
Trung Hà 1
1987
420
+6.0
Cọc BTCT
Bị vùi lấp
5
Trung Hà 2
1987
+4.5
Đá đổ
Bị vùi lấp
- Cụm MH Thạch Cầu: Theo nghiên cứu, 3 MH ở bãi Thạch Cầu có nhiệm
vụ đẩy chủ lưu trở lại với phía Cảng Hà Nội.
Bảng 1.6: Hệ thống mỏ hàn Thạch Cầu
Năm xây
Chiều dài Cao độ đầu
Hình thức
TT Kè mỏ hàn
dựng
kè (m)
kè (m)
kết cấu
1 Thạch Cầu 1 1989-1990
186
+7.00
Đá đổ
Ghi chú
Hư hỏng
2
Thạch Cầu 1 1988-1989
580
+6.00
Cọc BTCT
Xuống cấp
3
Thạch Cầu 1 1990-1991
420
+6.00
Cọc
BTCT+đá đổ
Xuống cấp
- Cụm cơng trình Phú Gia - Tứ Liên:
Theo quy hoạch chung, cụm cơng trình tại nút phân lưu Tứ Liên có nhiệm vụ
hạn chế lưu lượng vào lạch Quýt, tăng lưu lượng cho lạch Gia Lâm. Quy mơ cơng
trình như bảng:
TT
Bảng 1.7: Hệ thống mỏ hàn xây dựng tại Phú Gia - Tứ Liên
Kè mỏ
Năm xây
Chiều dài Cao độ đầu
Hình thức kết cấu
hàn
dựng
kè (m)
kè (m)
1
K1
1997
300
+5.50
Đá đổ
2
K2
1992-1993
320
+5.00
Cọc BTCT + đá đổ
3
K3
1993-1998
510
+5.00
Đá đổ
4
K4
1995-1998
255
+ 6.00
Cọc BTCT + đá đổ
Hình 1.4: Sơ đồ bố trí cụm cơng trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên đã xây dựng
trên sông Hồng đoạn Hà Nội
- Cụm MH Tầm Xá.
Cụm MH Tầm Xá có nhiệm vụ chống sạt lở, bảo vệ tuyến bờ bãi Tầm xá,
ổn định lạch chính cho đoạn sơng này. Quy mơ của cụm cơng trình này như sau:
Bảng 1.8: Hệ thống mỏ hàn cọc xây dựng tại bãi Tầm Xá
TT
MH
Năm xây
dựng
Chiều dài
(m)
Cao độ đầu
MH (m)
Hình thức kết cấu
1
KT1
1994
88
+7.00
CọcBTCT+đá đổ
2
KT2
1994
106
+7.00
CọcBTCT+đá đổ
3
KT3
1994
117
+7.00
Cọc BTCT
4
KT4
1994
114
+7.00
Cọc BTCT
5
KT5
1994
101
+7.00
Cọc BTCT
6
KT6
1994
114
+7.00
Cọc BTCT
7
KT7
1995
80
+7.00
Cọc BTCT
8
KT8
1995
80
+7.00
Cọc BTCT
9
KT9
1996
75
+7.00
Cọc BTCT
10
KT10
1995
60
+7.00
CọcBTCT+đá đổ
11
KT11
1995
75
+6.00
CọcBTCT+đá đổ
12
KT12
1996
65
+7.00
Cọc BTCT
13
KT13
1996
50
+7.00
Cọc BTCT
14
KT14
1996
50
+7.00
Cọc BTCT
15
KT15
1996
50
+7.00
Cọc BTCT
Nhận xét:
Với các cụm công trình chỉnh trị đã xây dựng trong giai đoạn 19832000trải
qua nhiều năm làm việc, phần lớn các hạng mục công trình (đá đổ hoặc cọc) bị gãy,
sụt hoặc bị vùi lấp, hoặc hư hỏng hoàn toàn.
1.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU CHUNG VỀ PHÂN LƯU VÀ CÁC
NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN PHÂN LƯU SÔNG HỒNG – SƠNG
ĐUỐNG
1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Trong hệ thống sơng ngịi, các phân lưu đóng một vai trị quan trọng và là khu
vực trung gian chịu các tác động rõ rệt nhất khi xảy ra các thay đổi về chế độ thủy
văn, thủy lực và lòng dẫn của các con sông cả ở thượng lưu cũng như ở hạ lưu.
Trong nghiên cứu về hình thái sơng trên thế giới, vai trị của các phân lưu trên
hệ thống sơng đã được thừa nhận và tập trung nghiên cứu nhiều, điều này phản ảnh
vai trò đáng kể của các phân lưu trong sự tương tác hai chiều đối với quá trình biến
động và các hiện tượng thủy động lực lòng dẫn trên tồn hệ thống sơng.
Xét trong phạm vi cục bộ, theo quá trình tự nhiên, sự biến động của tỷ lệ phân
chia lưu lượng tại các khu vực phân lưu và biến động của bản thân khu vực phân
lưu xét theo q trình dài gần như cân bằng và có quy luật, tuy nhiên điều này cũng
phụ thuộc vào một số yếu tố đặc trưng, ví dụ như góc phân lưu giữa sơng chính và
sơng nhánh, vị trí cửa phân lưu.
Xét về tổng thể, phức tạp hơn là sự tác động đồng thời đến khu vực phân lưu
và làm biến động tỷ lệ phân lưu do các biến động về chế độ thủy văn, thủy lực, bùn
cát, lòng dẫn của dịng sơng thượng lưu và các sơng sau phân lưu làm thay đổi sự
phân bố lượng dòng chảy bùn cát đến theo không gian và thời gian.
Một cách tổng quát, các nghiên cứu có liên quan đến phân lưu trên thế giới tập
trung ở 3 nhóm vấn đề chính sau:
1.2.1.1 Nghiên cứu đặc trưng hình thái của khu vực phân lưu và vai trị của nó
đến việc phân chia lưu lượng (dòng chảy, bùn cát), cụ thể là:
- Mối quan hệ giữa các đặc điểm hình thái mặt bằng của các phân lưu trên các
đoạn sông cong, sông thẳng, sông phân lạch.
- Ảnh hưởng của góc phân lưu đến việc phân chia lưu lượng cho các nhánh
sơng, trong đó đã đưa ra các góc phân lưu tối ưu và hợp lý cho từng yêu cầu, kịch
bản về dòng chảy (lưu lượng, mực nước) cho các nhánh sông sau phân lưu.
- Hình thái khu vực phân lưu tại các con sơng Trung du (với lịng sơng cuội
sỏi) và đồng bằng (đáy lịng sơng cát).
- Cấu trúc dòng chảy, sự phân chia dòng chảy và vận chuyển bùn cát tại các
khu vực phân lưu với lòng dẫn thay đổi.
1.2.1.2 Nghiên cứu biến động chế độ thủy động lực của các phân lưu dưới tác
động của các điều kiện đến từ thượng lưu (dòng chảy, bùn cát, lòng dẫn )
- Nghiên cứu biến động chế độ thủy động lực và mức độ ổn định của khu vực
phân lưu dưới các tác động của các trường hợp lũ điển hình (lũ TK cho đoạn sơng,
lũ đặc biệt lớn).
- Nghiên cứu biến động về lòng dẫn, chế độ thủy lực của phân lưu dưới tác
động của công trình ở thượng lưu (cơng trình khai thác dịng sơng, cơng trình chỉnh
trị sơng..).
- Ổn định cửa phân lưu và khống chế tỷ lệ phân lưu bằng biện pháp công trình
và tác động của chúng đến sự thay đổi chế độ thủy lực, lòng dẫn ở thượng và hạ lưu
của các khu vực phân lưu.
1.2.1.3 Nghiên cứu các giải pháp cơng trình ổn định, kiểm sốt chế độ dịng chảy
cho các con sông sau phân lưu (mực nước, mức độ phân chia lưu lượng, chế độ
dòng chảy, bùn cát..)
- Nghiên cứu phân tích chế độ thủy lực và biến động hình thái khi thực hiện
giải pháp đập tràn có điều tiết (trên các sơng nhánh) để kiểm sốt tỷ lệ phân lưu trên
các phân lưu chính.
- Nghiên cứu các giải pháp cơng trình ngăn lũ và kiểm sốt lũ trên sơng chính
(trước phân lưu) nhằm giảm thiểu các tác động bất lợi của lũ đối với các dịng sơng
sau phân lưu.
- Nghiên cứu các giải pháp cơng trình nhằm ổn định khu vực phân lưu (góc
phân lưu).
- Cơng trình điều tiết mực nước ở khu vực phân lưu và cơ chế vận hành hợp lý
Một số dự án, nghiên cứu thực tế điển hình có liên quan đến phân lưu như sau:
- Phân tích chế độ thủy lực và biến động hình thái khi thực hiện giải pháp đập
tràn có điều tiết để kiểm soát tỷ lệ phân lưu trên các phân lưu chính của sơng Rhine
(Hà lan).
- Đánh giá các tác động về mặt thủy lực của các công trình ngăn sơng đến các
khu vực phân lưu trên sơng Rhine (Hà lan).
- Đánh giá tỷ lệ phân lưu và hiệu quả của giải pháp cơng trình điều tiết tại nút
phân lưu Po di Goro-Po di Venezia trên sông Po (Italia).
- Công trình kiểm sốt phân lưu Chowchilla trên sơng San Joaquin River,
California.
- Hình thái và ổn định của các phân lưu trên hạ du sông Mossy, Saskatchevan
– Canada.
- Đánh giá sự thích ứng và tác động lại của phân lưu Mezcalapa-SamariaCarrizal trên sông Samaria – Mexico đối với việc thay đổi chế độ phân phối dòng
chảy và bùn cát trong các điều kiện dịng chảy trung bình và trong điều kiện lũ.
- Lũ lụt và tác động tại khu vực phân lưu sông Edo và Tone – Nhật bản.
- Đánh giá việc phân chia lưu lượng lũ tại phân lưu sông Oder – Ba lan.
1.2.1.4 Phương pháp và công cụ nghiên cứu
Bên cạnh các phương pháp nghiên cứu truyền thống, trên thế giới, khi nghiên
cứu các vấn đề liên quan đến phân lưu nêu trên thường sử dụng 2 công cụ chính là:
Sử dụng các mơ hình tốn thủy lực - hình thái 1D, 2D cho tồn khu vực phân
lưu và đoạn sơng lân cận, mơ hình thủy lực 3D khi nghiên cứu chi tiết có liên quan
đến các giải pháp cơng trình tại phân lưu. Các cơng cụ nghiên cứu này thường được
sử dụng cho các nghiên cứu mang tính cơ bản và nghiên cứu đề xuất giải pháp cơng
trình tại khu vực phân lưu (ở giai đoạn đầu). Kỹ năng sử dụng mơ hình tốn hình
thái 2D, 3D trong các nghiên cứu phân lưu đã phát triển ở mức độ khá chi tiết và kết
quả khá tốt do có đầy đủ điều kiện về số liệu cơ bản để thiết lập và các số liệu để
kiểm định mơ hình.
Việc sử dụng mơ hình vật lý chủ yếu được sử dụng trong các nghiên cứu xác
định, so chọn giải pháp cơng trình cụ thể. Mơ hình vật lý được sử dụng thơng
thường là sự kết hợp giữa mơ hình lịng cứng cho phạm vi lớn và mơ hình lịng
động cục bộ cho khu vực phân lưu và phạm vi bố trí cơng trình. Một số nghiên cứu
thực tế thơng thường kết hợp sử dụng cả mơ hình tốn và mơ hình vật lý để đưa ra
các kết quả cuối cùng.
