Nghiên cứu dự báo tốc độ ổn định để khai thác và phát triển bền vững hạ du sông Đồng Nai

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.33 MB, 177 trang )

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

Chương trình bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP NHÀ NƯỚC – MÃ SỐ KC-08.29

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHCN ĐỂ ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN
HẠ DU HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI - SÀI GÒN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG ĐÔNG NAM BỘ

Chuyên đề 5:

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO TỐC ĐỘ XÓI LỞ, BỒI TỤ,
HOẠCH ĐỊNH HÀNH LANG ỔN ĐỊNH ĐỂ KHAI THÁC VÀ
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG HẠ DU SÔNG ĐỒNG NAI-SÀI GÒN

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Hoàng Văn Huân

Chủ nhiệm chuyên đề: ThS. Nguyễn Đức Vượng
Tham gia thực hiện: KS. Phạm Trung
ThS. Nguyễn Anh Tiến
KS. Hoàng Đức Cường

KS. Trương Thò Nhàn
KS. Lê Văn Tuấn
TS. Huỳnh Thanh Sơn
ThS. Trònh Văn Hạnh
ThS. Lâm Đạo Nguyên

5982-6
21/8/2006

MC LC
Chơng i: mở đầu .............................................................................................................4

I.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................................4

I.2. mục Đích, phạm vi nghiên cứu ..................................................................................4

I.3. cách tiếp cận, phơng pháp thực hiện ...................................................................5

I.4. Tình hình nghiên cứu trong nớc, ngoài ngớc ................................................5

I.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc ..........................................................................................5

I.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài ngớc ........................................................................................6

Chơng ii: nghiên cứu dự báo xói sâu......................................................................8

II.1.

Nghiên cứu dự báo xói sâu theo công thức kinh nghiệm ..............................8

II.2.

Kết quả dự báo xói sâu sau các hồ Trị An, Dầu Tiếng bằng mô
hình MIKE 11 ........................................................................................................................18

II.2.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 11 với mô đun bùn cát ST....................................................18

II.2.2.

Thiết lập sơ đồ tính toán ...................................................................................................18

II.2.2.1.

Dữ liệu sử dụng.............................................................................................................18

1. Dữ liệu địa hình.....................................................................................................................18

2. Dữ liệu thủy văn ....................................................................................................................19

3. Dữ liệu bùn cát ......................................................................................................................19

II.2.2.2. Sơ đồ hóa mạng lới sông ..............................................................................................19

II.2.2.3. Điều kiện biên của mô hình............................................................................................20

1. Biên thủy lực .........................................................................................................................20

2. Biên bùn cát ..........................................................................................................................20

II.2.2.4. Các tham số sử dụng trong mô hình ................................................................................20

1. Các tham số thủy lực..............................................................................................................20

2. Các tham số bùn cát ...............................................................................................................21

II.2.3.

Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực .................................................................................21

II.2.3.1.

Hiệu chỉnh lu lợng nớc.............................................................................................21

II.2.3.2. Hiệu chỉnh mực nớc.....................................................................................................25

II.2.4.

Kết quả tính toán dự báo xói sâu cho các khu vực trọng điểm...............................................27

II.2.4.1.

Xác định biểu đồ dòng chảy cho giai đoạn dự báo ............................................................27

II.2.4.2.

Một số kết quả tính toán dự báo......................................................................................27

Chơng iii: dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn hạ du sông đồng
nai - sài gòn .......................................................................................................................33

iii.1. dự báo từ tài liệu thực đo - công thức kinh nghiệm....................................33

iii.2. dự báo xói lở theo kết quả khảo sát địa vật lý ..........................................35

III.2.1. Phơng pháp radar xuyên đất (GPR).................................................................................35

1. Cơ sở vật lý - địa chất của phơng pháp GPR............................................................................35

2. Dị thờng radar trên hang và mặt ranh giới...............................................................................36

3. Thiết bị khảo sát. ...................................................................................................................37

4. Phơng pháp khảo sát.............................................................................................................38

5. Xử lý số liệu..........................................................................................................................38

III.2.2. Phơng pháp thăm dò điện...............................................................................................38

1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................................................38

2. Phân tích tài liệu:...................................................................................................................39

3. Thiết bị khảo sát ....................................................................................................................40

III.2.3. Kết quả khảo sát.............................................................................................................40

1. Khu vực Thanh Đa.................................................................................................................40

2. Khu vực cầu Bình Phớc.........................................................................................................54

3. Bên tả sông Đồng Nai cù lao Phố, Biên Hòa .............................................................................56

4. Khu vực Tân Uyên bên bờ hữu sông Đồng Nai.........................................................................56

5. Khu vực Mơng Chuối ...........................................................................................................57

6. Khu vực ngã ba sông Nhà Bè với Soài Rạp ...............................................................................58

III.3. dự báo biến đổi lòng dẫn theo phơng pháp phân tích tài liệu
không ảnh, ảnh viễn thám ...........................................................................................60

Chơng IV: tính toán dự báo biến đổi lòng dẫn hạ du đồng nai -
sài gòn bằng mô hình toán hai chiều mike 21c .................................................71

iv.1.

Giới thiệu mô hình toán MIKE 21C........................................................................71

iv.1.1.

Giới thiệu mô hình toán MIKE 21C .................................................................................71

1.Tổng hợp lới cong.................................................................................................................71

2. Mô đun tính toán thủy lực......................................................................................................72

3.Dòng chảy vòng .....................................................................................................................74

4. Mô đun tính toán vận chuyển bùn cát.......................................................................................76

5. Một số công thức tính toán bùn cát lơ lửng (Ssl)........................................................................77

6. Một số công thức tính toán bùn cát đáy (Sbl) ............................................................................77

7. Mô đun tính toán hình thái sông..............................................................................................78

iv.1.2.Trình tự tính toán mô hình cho các khu vực:.......................................................................79

IV.2. ứng dụng mike 21c Dự báo biến đổi lòng dẫn sông Sài Gòn
khu vực Thanh Đa, thành phố Hồ Chí Minh ................................................................80

IV.2.1. Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình ..........................................................................................80

1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu .............................................................................................80

2. Dữ liệu địa hình.....................................................................................................................81

3. Dữ liệu thủy văn ....................................................................................................................81

4. Dữ liệu bùn cát ......................................................................................................................81

5. Lới tính toán........................................................................................................................82

6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực........................................................................................82

7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông ...............................................................................83

IV.2.2.

Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn .................................................................................84

1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000.............................................84

2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 ..................................................................................87

IV.3. ứng dụng MIKE 21C Dự báo biến đổi lòng dẫn sông Đồng Nai
khu vực thành phố Biên Hòa ........................................................................................94

IV.3.1. Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình ..........................................................................................94

1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu .............................................................................................94

2. Dữ liệu địa hình.....................................................................................................................96

3. Dữ liệu thủy văn ....................................................................................................................96

4. Dữ liệu bùn cát ......................................................................................................................97

5. Lới tính toán........................................................................................................................97

6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực........................................................................................98

7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông .............................................................................101

V.3.2. Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn.................................................................................104

1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000...........................................104

2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 ................................................................................109

iv.4.

ứng dụng mike 21c Dự báo biến đổi lòng dẫn sông NHà Bè ......................115

IV.4.1 Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình .........................................................................................115

1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu ...........................................................................................115

2. Dữ liệu địa hình...................................................................................................................116

3. Dữ liệu thủy văn ..................................................................................................................116

4. Dữ liệu bùn cát ....................................................................................................................117

5. Thiết lập lới tính toán .........................................................................................................117

6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực......................................................................................117

7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông .............................................................................118

IV.4.2 Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn....................................................................................119

1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000...........................................119

2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 ................................................................................121

iV.5. Nhận xét và kiến nghị........................................................................................126

1. Công cụ dự báo xói bồi lòng dẫn ...........................................................................................126

2. Độ tin cậy của kết quả tính toán ............................................................................................126

3. Kiến nghị............................................................................................................................126

Chơng v: Xác định hành lang AN TOàN ven SÔNG hạ du sông
đồng nai - sài gòn phục vụ phát triển kinh tế - x hội vùng đông
nam bộ..............................................................................................................................................130
V.1 đặc điểm sạt lở hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn. ..................................127

V.1.2 Đặc điểm sạt lở bờ sông hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn .........................................................128

V.2. Mục đích xác định hành lang an toàn ven sông ........................................131

V.2.1. Khái niệm về hành lang an toàn ven sông.........................................................................131

V.2.2. Mục đích xác định hành lang an toàn ven sông .................................................................132

V.3 Tính toán xác định chiều rộng an toàn cho các khu vực trọng
điểm hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn. ..............................................................................132

V.3.1. Xác định chiều rộng an toàn theo công thức kinh nghiệm ........................................................132

V.3.2. Xác định chiều rộng xói dự báo theo phần mềm GEO-Slope ....................................................134

V.4. đề nghị hành lang an toàn ven sông các khu vực trọng điểm hạ du
đồng nai-sàI gòn ...............................................................................................................143

V.5. dự báo xói lở bồi tụ cho các khu vực hạ du hệ thống sông đồng
nai-sàI gòn .........................................................................................................................143

Chơng vI: công nghệ dự báo xói bồi hạ du đồng nai-sài gòn..................152

Vi.1. MụC ĐíCH, YÊU CầU......................................................................................................152

VI.2. MộT Số ĐặC ĐIểM CHíNH CủA xói lở bờ sông Hạ DU ĐồNG NAI-SàI GòN................152

VI.3. CáC PHƯƠNG PHáP Dự BáO SạT Lở...............................................................................153

VI.4. CƠ Sở KHOA HọC XÂY DựNG QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO .....................................154

VI.5. QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO XóI Lở BồI Tụ ở CáC KHU VựC TRọNG ĐIểM
Hạ DU ĐồNG NAI - SàI GòN ..................................................................................................156

VI.6. TRìNH Tự CáC BƯớC THựC HIệN TRONG QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO XóI
Lở BồI Tụ ở CáC KHU VựC TRọNG ĐIểM Hạ DU ĐồNG NAI - SàI GòN..................................157

Chơng viI : kết luận và kiến nghị ......................................................................159

VIi.1. Kết luận: ....................................................................................................................159

vii.2. KIếN NGHị:....................................................................................................................159

TàI LIệU THAM KHảO......................................................................................................160

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

4
Chơng i: mở đầu

I.1. Đặt vấn đề
Dọc theo hai bên bờ các sông rạch thuộc HDSĐNSG tập trung hầu hết những
khu đô thị lớn và hàng chục thị xã, thị trấn, thị tứ, khu dân c đông đúc, cơ sở hạ tầng
quan trọng
Trong khi chúng ta rất cần sự ổn định các điều kiện hạ tầng cơ sở để nâng cao và
tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế, thực hiện nhanh bớc chỉnh trang đô thị thì hiện
tợng sạt lở bờ sông đã xảy ra liên tiếp và nghiêm trọng, xói lở, bồi tụ lòng sông diễn
ra ngày càng phức tạp, dọc theo 2 bên bờ sông Đồng Nai - Sài Gòn, làm sụp đổ, nhấn
chìm nhiều nhà cửa, ruộng vờn và cơ sở hạ tầng làm thiệt mạng nhiều ngời ảnh
hởng trực tiếp đến các khu dân c, đến quy hoạch và phát triển dân sinh, kinh tế, xã
hội và môi trờng đã làm chậm lại tốc độ đô thị hóa và tốc độ tăng trởng kinh tế của
khu vực.
Thiên tai do bão, lũ lụt đợc cảnh báo, dự báo trớc đã phòng, tránh, giảm nhẹ
thiên tai cho Nhà nớc và nhân dân. Chính vì vậy, việc dự báo sạt lở bờ sông, xác định
hành lang an toàn để phục vụ khai thác phát triển bền vững ở HDSĐNSG rất cần thiết
để các cấp chính quyền địa phơng và ngời dân chủ động di dời. Đây là một trong các
nội dung mà đề tàI KC-08.29 Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định
lòng dẫn HDSĐNSG phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông Nam Bộ phải thực
hiện thông qua báo cáo chuyên đề: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở bờ, bồi tụ, hoạch
định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững HDSĐNSG.

I.2. Mục đích, phạm vi nghiên cứu
1. Mục đích nghiên cứu
- Xác định các công thức kinh nghiệm, bán kinh nghiệm tính toán dự báo biến đổi
lòng dẫn.
- ứng dụng các công cụ: địa vật lý, công nghệ GIS, mô hình toán Mike 11, Mike
21C để nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn HDSĐNSG.
- Xác định hành lang ổn định để phát triển bền vững HDSĐNSG.
- Đa ra công nghệ dự báo xói bồi HDSĐNSG.
2. Phạm vi nghiên cứu

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

5
- HDSĐNSG.
- Các khu vực xói bồi trọng điểm: đô thị lớn, khu dân c, cơ sở hạ tầng quan trọng.
I.3. cách tiếp cận, phơng pháp thực hiện
Hiện nay có nhiều phơng pháp dự báo sạt lở bờ sông, xác định hành lang an
toàn. Mỗi phơng pháp đều có những u điểm và hạn chế.
Chuyên đề nghiên cứu dự báo và xác định hành lang an toàn cho các khu vực
trọng điểm HDSĐNSG theo các phơng pháp:
+ Phơng pháp 1: theo công thức kinh nghiệm dựa theo tài liệu thực đo;
+ Phơng pháp 2: theo mô hình toán hai chiều (xói bồi lòng dẫn và bờ sông)
Đối với bộ mô hình toán họ MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch, có hai mô
hình có khả năng tính toán xói bồi lòng dẫn cho bùn cát không kết dính, đó là mô hình
MIKE11 và MIKE21C. Mỗi mô hình có những u điểm và hạn chế khác nhau.
+ Phơng pháp 3: tính dựa theo phạm vi xâm lấn của cung trợt sâu (Phơng

pháp Geo - Slope) dựa theo đặc điểm lòng dẫn, địa chất, dòng chảy trong sông .
+ Phơng pháp 4: tổng hợp, phân tích kết quả từ 3 phơng pháp trên kết hợp
với điều tra thực tế, phân tích giải đoán ảnh hàng không+ảnh viễn thám, kết quả khảo
sát địa vật lý (công nghệ không phá huỷ).
I.4. Tình hình nghiên cứu trong nớc, ngoài ngớc
I.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc
ở miền Nam sau năm 1975, công tác nghiên cứu diễn biến lòng sông và công
trình chỉnh trị mới bắt đầu triển khai chủ yếu ở Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam và
một phần ở các cơ quan thuộc Bộ Nông nghiệp & PTNT, Tổng cục Địa chính, Tổng cục
Địa chất, Đại học Bách khoa TP.HCM và Trung tâm Công nghệ quốc gia, ... thông qua
các đề tài nghiên cứu, các dự án cấp Tỉnh, cấp Thành phố, cấp Bộ và cấp Nhà nớc:
- Các công trình nghiên cứu về thủy lực sông ngòi của các tác giả: Nguyễn Ân
Niên, Nguyễn Nh Khuê, Nguyễn Sinh Huy ...
- Các công trình nghiên cứu về hình thái sông Cửu Long, Đồng Nai Sài Gòn
của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu.
- Các công trình nghiên cứu về quy luật diễn biến lòng sông, diễn biến đờng bờ
sông Cửu Long, sông Đồng Nai Sài Gòn của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng
Phơng Hậu, Tô Quang Thịnh, Hoàng Văn Huân, ...

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

6
- Các công trình nghiên cứu dự báo sạt lở bờ sông Cửu Long của các tác giả: Lê
Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu, Nguyễn Ân Niên, Lê Mạnh Hùng ...
- Trong năm 1999 2000 với chơng trình nghiên cứu dự báo sạt lở bờ sông, bờ
biển, các đề tài nghiên cứu cấp Nhà nớc:

Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ sông Hồng, sông Thái Bình do Trần
Xuân Thái chủ trì.
Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ các sông miền Trung do Đỗ Tất Túc
và các tác giả khác cùng chủ trì.
Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ trên sông Cửu Long do Lê Mạnh
Hùng chủ trì.
Kết quả nghiên cứu của các đề tài trên bớc đầu đã làm rõ đợc bức tranh toàn
cảnh thực trạng tình hình sạt lở bờ sông ở Việt Nam, đã thu thập và hệ thống đợc khối
lợng tài liệu cơ bản lớn và bớc đầu đề xuất đợc phơng pháp dự báo xói lở bờ.
Tuy nhiên vấn đề qui luật xói bồi, biến hình lòng sông cũng nh dự báo qui luật
đó là những vấn đề hết sức phức tạp xảy ra trong một không gian rộng với những đặc thù
riêng, đặc biệt là đối với sông vùng triều. Kết quả nghiên cứu các qui luật này còn quá ít,
do đó đây vẫn là vấn đề nan giải của thế giới, cho nên cần phải tiếp tục nghiên cứu.
Một số đoạn sông Cửu Long đã đợc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam ứng
dụng mô hình toán MIKE 21C trong các đề tài nghiên cứu nh:
+ Đoạn Long Xuyên trên sông Hậu: diễn tả quá trình xói bồi, đặc biệt là bồi
lắng nhánh trái cù lao Ông Hổ.
+ Đoạn Tân Châu - Hồng Ngự trên sông Tiền đã đợc xem xét diễn biến trong
giai đoạn 200442007 cho thấy xói lở nhánh Long Khánh tiếp tục gia tăng và bồi lắng
nhánh Hồng Ngự có xu thế làm thoái hoá nhánh Hồng Ngự. Kè Tân Châu cũng đợc
đa vào xem xét diễn biến trớc và sau công trình kè. Kết quả cho thấy kè có nguy cơ
bị xói lở đặc biệt ở phần hạ lu. Một vài phơng án công trình kè mỏ hàn đợc đa ra
để duy trì sự phân phối lu lợng hợp lý giữa hai nhánh Long Khánh và Hồng Ngự (tỷ
lệ 50% mỗi nhánh).
I.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài ngớc
Nhiều nhà khoa học về sông ngòi trên thế giới đã đi xây dựng những công thức
kinh nghiệm để phục vụ tính toán, lợng hóa đợc sạt lở bờ sông. Điển hình nh
Pôpốp, Ibadzade và Turin, Abduraopop, Rozobski và Irmukhamedop...Tuy nhiên,

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông

Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

7
những công thức này đều có tính chất khu vực, vùng. Vì vậy, việc áp dụng cho các
sông suối ở nớc ta và đối với hạ du hệ thống Đồng Nai-Sài Gòn cần phải lu ý, có sự
điều chỉnh cho thích hợp.
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhiều công nghệ mới, thiết bị đo đạc
mới hiện đại, có độ chính xác cao ngày càng trợ giúp cho công tác nghiên cứu diễn
biến lòng dẫn, dự báo xói bồi biến hình lòng sông. Có thể khẳng định việc phân tích
ảnh hàng không, ảnh viễn thám trong một vài thập kỷ gần đây đã va đang đóng góp rất
lớn cho nhiều ngành khoa học, phục vụ đời sống.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, mô hình MIKE 21C đã đợc ứng dụng nghiên
cứu động lực và diễn biến xói bồi lòng sông, đặc biệt ở châu á trong các dự án sau:
- Dự án xây dựng cầu qua sông Bramaputra - Jamura ở Bangladesh. Kết quả đã
dự báo xói diễn biến lòng sông khu vực xây dựng cầu trong giai đoạn ngắn hạn 3 năm
và dài hạn 30 năm.
- Dự án ổn định nút thắt nhập lu Chatomuk giữa các sông Bassac, Mekong,
Tonlesap của Campuchia. Kết quả đã mô phỏng đợc đặc trng thủy lực và biến động
hình thái trong khu vực và đề xuất đợc các giải pháp ổn định khu vực này.
- Henrik Garsdal, Carsten Staub & Hans Enggrob (1999) mô phỏng vùng ngã ba
sông Gorai, Bangladesh. Trong vòng một thập kỷ, dòng chảy sông bị suy thoái một
cách đáng kể và gần nh khô cạn trong mùa khô. Mô hình MIKE 21C mô phỏng diễn
biến thủy lực, bùn cát và hình thái sông trớc và sau khi nạo vét với nhiều kịch bản
khác nhau về dòng chảy và phạm vi nạo vét. Từ đó đề xuất những vị trí cần nạo vét
thờng xuyên và thời điểm thích hợp để bắt đầu nạo vét. Kết quả cho thấy MIKE 21C
là một công cụ thích hợp để mô phỏng những điều kiện môi trờng phức tạp.

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

8
Chơng ii
nghiên cứu dự báo XóI SÂU

II.1. Nghiên cứu dự báo xói sâu theo công thức kinh
nghiệm
II.1.1. Giới thiệu
Khi dòng chảy qua những đoạn sông cong, dới tác dụng của lực quán tính ly
tâm sẽ có dòng chảy vòng hớng ngang, làm cho ở dới đáy dòng nớc chuyển động từ
bờ lõm sang bờ lồi, còn ở trên mặt dòng chảy hớng từ bờ lồi sang bờ lõm. Dòng chảy
vòng hớng ngang này kết hợp với dòng chảy chính tạo ra dòng chảy xoắn và là
nguyên nhân chủ yếu khiến cho bên bờ lõm bị xói và bên bờ lồi bị bồi. ứng suất tiếp
lớn nhất của dòng chảy tại chỗ cong có thể lớn gấp hai hay hơn ứng suất tiếp trên đáy
sông. Sông càng cong thì hố xói bên bờ lõm càng sâu và bờ sông nơi đó càng dễ mất
ổn định.
Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói sẽ đợc áp dụng vào đoạn
sông Sài Gòn từ cầu Bình Phớc đến cầu Sài Gòn và so sánh với chiều sâu thực đo
trong những năm 1998, 2000 và 2001. Sự phân tích dữ liệu đo đạc cho phép đề xuất
một số biểu thức tính chiều sâu hố xói trong đoạn sông nói trên.
II.1.2. Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói ở đoạn sông cong:
Hố xói ở đoạn sông cong có thể đợc ớc tính nhanh nhờ hai phơng pháp sau:

* Phơng pháp từ tài liệu địa hình đo đạc: hố xói tại đoạn sông cong ổn định sẽ
cho biết chiều sâu hố xói tơng ứng với dòng chảy tạo ra hố xói đó. Một cách ớc tính
sơ bộ có thể thích hợp với những đoạn sông cong vừa phải là xem rằng chiều sâu hố
xói xấp xỉ bằng chiều sâu nớc ngay trớc và sau đoạn sông cong đó.
* Phơng pháp tính toán nhờ những biểu thức kinh nghiệm. Dới đây là một số
biểu thức đã đợc đề nghị [1], [2]:
1. Biểu thức của Chatley (1931)
h
mb
/h
b
= 1 + 2(B/R
o
)
(2.1)
Trong đó:
hmb (m) : chiều sâu nớc lớn nhất trong đoạn sông cong
(tính từ mặt nớc đến điểm sâu nhất của hố xói)

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

9
hb: (m): chiều sâu nớc trung bình đoạn sông cong (diện tích mặt cắt ớt/B)
B (m): chiều rộng dòng chảy đầy bờ tại đoạn sông cong
Ro (m): bán kính bờ lõm của đoạn sông cong
2. Biểu thức của Apmann (1972)

hmb/hb = [(n + 1)(B/Ro)]/ [1- (1 - B/Ro)n+1] (2.2)
Apmann đã phân tích 18 đoạn sông cong và tìm đợc n = 2,5.
3. Biểu thức của Thorne (1988)
Biểu thức này thích hợp với lòng dẫn có đờng kính hạt trung bình từ
0,3ữ63mm:
d/h
u
= 1,07 - log(R
c
/B - 2) với 2 < R
c
/B < 22 (2.3)
Trong đó:
d (m): chiều sâu lớn nhất của hố xói tính từ đáy đoạn sông cong đang xét
h
u
(m): chiều sâu dòng chảy trung bình ở ngay phía trớc đoạn sông cong
R
c
(m): bán kính cong trung bình của đoạn sông cong
4. Biểu thức của Hội kỹ s công binh Mỹ (USACE) (1994)
h
mb
/h
u
= 3,37 - 1,52 log(R
c
/B) (2.4)
5. Biểu thức của Maynord (1996)
Biểu thức này thích hợp với lòng dẫn là cát:

h
mb
/h
u
= 1,8 - 0,051 (R
c
/B) + 0,0084 (B/h
u
) (2.5)
Biểu thức (2.5) đợc xây dựng từ dữ liệu đo đạc trên 215 lòng dẫn là cát với
những dòng chảy có chu kỳ lập lại từ 1 đến 5 năm và sẽ không đợc áp dụng khi chu
kỳ lập lại lớn hơn xảy ra làm cho dòng chảy tràn bờ vợt quá 20% chiều sâu lòng dẫn.
Cũng lu ý rằng không có hệ số an toàn nào đợc đa vào biểu thức (2.5), nghĩa là
chiều sâu hố xói trung bình dựa trên số liệu đo đạc thực tế. Maynord đề nghị bổ sung
một hệ số an toàn = 1,08.
Biểu thức (2.5) đợc dùng với 1,5 < Rc/B < 10 (lấy Rc/B = 1,5 khi < 1,5) và bị
giới hạn đến 20 < B/hu < 125 (lấy B/hu = 20 khi < 20).
6. Công thức kinh nghiệm ABDURAOPOP
Abduraopop đã đa ra 2 sơ đồ dự báo xói lở: tính xói sâu khi bờ cong đợc bảo
vệ và tính xói ngang khi bờ không bảo vệ.
* Bờ cong đợc bảo vệ:

+= 125,61
2
1 x
P
V
V
H
H

(2.6)

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

10
Trong đó:
HP: chiều sâu bờ lõm
H1: chiều sâu trung bình vùng sông thẳng

V, Vx: vận tốc dòng tia ban đầu và vận tốc giới hạn không xói
* Bờ cong không đợc bảo vệ
Pt =
d
BR (1+h)
Trong đó:
d: trọng lợng riêng của đất bờ
P: lu lợng bùn cát bão hòa
Có hai thông số cha biết trong công thức trên là t và R, cho trớc một thông
số sẽ tính đợc thông số kia.
II.1.3. So sánh chiều sâu hố xói thực đo và theo các biểu thức kinh nghiệm
Xem xét đoạn sông Sài Gòn từ cầu Bình Phớc đến cầu Sài Gòn, trong đó đã có 22 mặt
cắt ngang sông đợc đo vào những năm 1998, 2000 và 2001 [6].
Kết quả tính chiều sâu hố xói từ số liệu thực đo và theo các biểu thức kinh
nghiệm đối với từng mặt cắt đợc trình bày trong các bảng 2.1, 2.2, 2.3 và các hình
2.1, 2.2, 2.3 tơng ứng. Các bảng còn cho sai số tơng đối giữa chiều sâu hố xói thực
đo và theo từng biểu thức.
Có thể nhận thấy rằng sai số lớn nhất thuộc về biểu thức kinh nghiệm do
USACE đề xuất, còn sai số nhỏ nhất thuộc về biểu thức kinh nghiệm của Chatley. Điều
này cũng có nghĩa là biểu thức Chatley khá phù hợp.

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

11
Bảng 2.1:

(NAM 1998)
MAT CAT Thuc do h
mb
tinh toan (m) h
mb
sai so (%)
STT Ten h
mb
(m) h
b
(m) area(m
2
) B(m) Rc(m) R
0
(m) Chatley Apmann Thorne USACE Maynord Chatley Apmann Thorne USACE Maynord
1 MC01 18.200 12.177 2693.539 221.208 992.000 1102.604 17.062 15.737 20.393 28.973 21.179 -6.25% -13.53% 12.05% 59.19% 16.37%
2 MC02 19.164 11.642 2672.901 229.593 992.000 1106.796 16.472 15.181 19.842 27.987 20.346 -14.05% -20.78% 3.54% 46.04% 6.17%
3 MC03 20.500 11.476 2624.973 228.733 992.000 1106.366 16.221 14.951 19.525 27.560 20.047 -20.87% -27.07% -4.76% 34.44% -2.21%
4 MC04 16.668 11.984 2467.805 205.920 992.000 1094.960 16.492 15.238 19.416 27.949 20.641 -1.06% -8.58% 16.49% 67.68% 23.83%
5 MC05 19.085 11.490 2895.425 252.000 1094.000 1220.000 16.236 14.965 19.539 27.585 20.255 -14.93% -21.59% 2.38% 44.54% 6.13%
6 MC06 18.444 12.348 3099.286 251.000 1094.000 1219.500 17.431 16.067 20.958 29.612 21.590 -5.49% -12.88% 13.64% 60.56% 17.06%
7 MC07 17.311 11.603 2831.445 244.018 735.000 857.009 18.211 16.746 23.959 30.658 21.153 5.20% -3.26% 38.40% 77.10% 22.20%
8 MC08 19.572 13.689 3017.610 220.445 735.000 845.223 20.829 19.143 26.622 35.249 24.612 6.42% -2.19% 36.02% 80.10% 25.75%
9 MC09 18.649 12.990 3351.500 258.000 735.000 864.000 20.748 19.094 27.815 34.800 23.678 11.26% 2.39% 49.15% 86.61% 26.97%
10 MC10 22.031 12.508 3327.172 266.010 735.000 868.005 20.174 18.577 27.360 33.759 22.986 -8.43% -15.68% 24.19% 53.24% 4.34%
11 MC11 20.700 12.359 3151.660 255.000 1986.000 2113.500 15.342 14.403 16.159 24.904 19.480 -25.88% -30.42% -21.94% 20.31% -5.89%
12 MC12 17.853 11.923 2857.980 239.710 1986.000 2105.855 14.637 13.772 15.162 23.538 18.437 -18.01% -22.86% -15.07% 31.84% 3.27%
13 MC13 20.054 12.478 3419.000 274.000 1094.000 1231.000 18.033 16.596 22.093 30.647 22.221 -10.08% -17.24% 10.17% 52.83% 10.81%
14 MC14 20.000 13.291 3881.872 292.060 1094.000 1240.030 19.552 17.980 24.297 33.205 23.839 -2.24% -10.10% 21.48% 66.02% 19.19%

15 MC15 17.729 12.572 3847.650 306.060 1314.000 1467.030 17.817 16.418 21.492 30.274 22.447 0.50% -7.39% 21.22% 70.76% 26.61%
16 MC16 19.744 13.321 4072.119 305.703 1314.000 1466.851 18.873 17.392 22.759 32.068 23.625 -4.41% -11.91% 15.28% 62.42% 19.66%
17 MC1P27 22.200 14.877 3823.350 257.000 1986.000 2114.500 18.493 17.356 19.519 30.054 23.415 -16.70% -21.82% -12.08% 35.38% 5.47%
18 MC2P27 25.600 15.923 3901.050 245.000 1986.000 2108.500 19.623 18.449 20.448 31.664 24.753 -23.35% -27.93% -20.12% 23.69% -3.31%
19 MC3P28 16.900 13.950 3641.050 261.000 1986.000 2116.500 17.391 16.312 18.430 28.324 22.041 2.91% -3.48% 9.05% 67.60% 30.42%
20 MC4P28 21.700 13.616 3363.050 247.000 1094.000 1217.500 19.140 17.649 22.936 32.508 23.720 -11.80% -18.67% 5.70% 49.81% 9.31%
21 MC5P28 20.800 12.697 3365.410 265.048 1094.000 1226.524 18.185 16.745 22.120 30.907 22.409 -12.57% -19.49% 6.35% 48.59% 7.73%
22 MC6P28 20.000 13.966 3547.300 254.000 1094.000 1221.000 19.776 18.225 23.839 33.602 24.417 -1.12% -8.87% 19.19% 68.01% 22.08%

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

12

Hình 2.1:
0
5
10
15
20
25
30
35

40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Mat Cat
h
mb
(m)
hmb thuc do
hmb tinh toan Chatley
hmb tinh toan Apmann
hmb tinh toan Thorne
hmb tinh toan USACE
hmb tinh toan Maynord

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

13
Bảng 2.2:

(NAM 2000)
MAT CAT Thuc do h
mb
tinh toan (m) h
mb
sai so (%)
STT Ten h
mb

(m) h
b
(m) area(m
2
) B(m) Rc(m) R
0
(m) Chatley Apmann Thorne USACE Maynord Chatley Apmann Thorne USACE Maynord
1 MC01 18.457 12.273 2700.590 220.040 992.000 1102.020 17.174 15.843 20.504 29.160 21.332 -6.95% -14.16% 11.09% 57.99% 15.58%
2 MC02 19.656 12.767 2936.320 230.000 992.000 1107.000 18.072 16.655 21.777 30.705 22.316 -8.06% -15.27% 10.79% 56.21% 13.53%
3 MC03 20.480 12.693 2891.660 227.810 992.000 1105.905 17.923 16.521 21.554 30.449 22.161
-12.49%
-19.33% 5.25% 48.68% 8.21%
4 MC04 18.537 13.712 2910.030 212.228 992.000 1098.114 19.012 17.553 22.526 32.251 23.716
2.56%
-5.31% 21.52% 73.99% 27.94%
5 MC05 19.560 12.590 3021.640 240.000 1094.000 1214.000 17.568 16.210 20.925 29.821 21.851
-10.18%
-17.13% 6.98% 52.46% 11.71%
6 MC06 16.930 12.129 3056.533 252.000 1094.000 1220.000 17.140 15.798 20.626 29.120 21.264
1.24%
-6.69% 21.83% 72.00% 25.60%
7 MC07 17.470 12.760 3113.650 244.013 735.000 857.006 20.027 18.416 26.347 33.714 23.152
14.63%
5.41% 50.81% 92.98% 32.52%
8 MC08 20.536 14.497 3247.420 224.000 735.000 847.000 22.165 20.372 28.449 37.485 26.105
7.93%
-0.80% 38.53% 82.53% 27.12%
9 MC09 18.863 12.848 3417.520 266.000 735.000 868.000 20.722 19.082 28.103 34.677 23.550
9.86%
1.16% 48.99% 83.84% 24.85%

10 MC10 20.800 13.213 3408.860 258.000 735.000 864.000 21.104 19.421 28.291 35.395 24.083
1.46%
-6.63% 36.01% 70.17% 15.78%
11 MC11 20.130 11.780 3027.555 257.000 1986.000 2114.500 14.644 13.743 15.456 23.798 18.721
-27.25%
-31.73%
-23.22%
18.22% -7.00%
12 MC12 18.720 12.490 2935.080 235.003 1986.000 2103.501 15.280 14.388 15.742 24.493 19.196
-18.37%
-23.14%
-15.91%
30.84% 2.55%
13 MC13 20.989 12.918 3823.870 296.000 1094.000 1242.000 19.076 17.540 23.778 32.387 23.305
-9.11%
-16.43%
13.29%
54.31% 11.03%
14 MC14 20.271 13.168 3862.755 293.350 1094.000 1240.675 19.395 17.835 24.125 32.934 23.662
-4.32%
-12.02%
19.01%
62.47% 16.73%
15 MC15 17.701 12.443 3783.520 304.080 1314.000 1466.040 17.604 16.224 21.206 29.910 22.209
-0.55%
-8.34%
19.80%
68.98% 25.47%
16 MC16 19.809 13.104 4167.140 318.013 1314.000 1473.006 18.762 17.277 22.817 31.887 23.497
-5.28%

-12.78%
15.19%
60.98% 18.62%

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

14
Hình 2.2:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Mat Cat
h

mb
(m)
hmb thuc do
hmb tinh toan Chatley
hmb tinh toan Apmann
hmb tinh toan Thorne
hmb tinh toan USACE
hmb tinh toan Maynord

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

15
Bảng 2.3:
(NAM 2001)
MAT CAT Thuc do h
mb
tinh toan (m) h
mb
sai so (%)
STT Ten h
mb
(m) h
b
(m) area(m
2

) B(m) Rc(m) R
0
(m) Chatley Apmann Thorne USACE Maynord Chatley Apmann Thorne USACE Maynord
1 MC01 18.628 12.752 2920.228 229.000 992.000 1106.500 18.030 16.618 21.708 30.634 22.279 -3.21% -10.79% 16.53% 64.45% 19.60%
2 MC02 20.278 12.582 3033.813 241.125 992.000 1112.563 18.036 16.607 21.954 30.653 22.121 -11.06% -18.10% 8.26% 51.17% 9.09%
3 MC03 20.473 13.233 3003.886 227.000 992.000 1105.500 18.667 17.208 22.433 31.712 23.093 -8.82% -15.95% 9.57% 54.90% 12.80%
4 MC04 18.963 12.815 2870.540 224.000 992.000 1104.000 18.015 16.612 21.589 30.598 22.325 -5.00% -12.40% 13.85% 61.35% 17.73%
5 MC05 19.650 12.850 3109.605 242.000 1094.000 1215.000 17.968 16.576 21.439 30.506 22.326 -8.56% -15.64% 9.11% 55.25% 13.62%
6 MC06 18.290 12.602 3122.881 247.808 1094.000 1217.904 17.730 16.348 21.261 30.116 21.963 -3.06% -10.62% 16.25% 64.66% 20.09%
7 MC07 18.000 13.021 3229.241 248.010 735.000 859.005 20.539 18.891 27.162 34.542 23.657 14.11% 4.95% 50.90% 91.90% 31.43%
8 MC08 20.981 14.483 3360.098 232.000 735.000 851.000 22.380 20.571 29.003 37.783 26.163 6.67% -1.95% 38.24% 80.09% 24.70%
9 MC09 18.603 13.317 3489.058 262.000 735.000 866.000 21.375 19.677 28.818 35.810 24.303 14.90% 5.77% 54.91% 92.49% 30.64%
10 MC10 21.683 13.138 3402.749 259.000 735.000 864.500 21.010 19.337 28.205 35.229 23.954 -3.10% -10.82% 30.08% 62.47% 10.47%
11 MC11 21.093 12.709 3266.229 257.000 1986.000 2114.500 15.798 14.827 16.675 25.674 20.026 -25.10% -29.71% -20.95% 21.72% -5.06%
12 MC12 18.587 13.043 3091.271 237.000 1986.000 2104.500 15.981 15.043 16.502 25.652 20.095 -14.02% -19.07% -11.22% 38.01% 8.11%
13 MC13 22.167 13.975 4164.438 298.000 1094.000 1243.000 20.675 19.009 25.811 35.097 25.041 -6.73% -14.24% 16.44% 58.33% 12.97%
14 MC14 20.666 13.527 4017.416 297.000 1094.000 1242.500 19.993 18.383 24.940 33.942 24.302 -3.25% -11.04% 20.69% 64.25% 17.60%
15 MC15 18.200 13.005 3941.592 303.085 1314.000 1465.543 18.384 16.944 22.130 31.234 23.079 1.01% -6.90% 21.59% 71.62% 26.81%
16 MC16 20.007 13.473 4231.029 314.048 1314.000 1471.024 19.225 17.707 23.317 32.673 24.014 -3.91% -11.49% 16.55% 63.31% 20.03%
17 MC1P27 22.410 14.350 3845.890 268.000 1986.000 2120.000 17.979 16.847 19.183 29.387 22.818 -19.77% -24.82% -14.40% 31.13% 1.82%
18 MC2P27 26.190 15.473 3961.150 256.000 1986.000 2114.000 19.221 18.041 20.266 31.219 24.329 -26.61% -31.11% -22.62% 19.20% -7.10%
19 MC3P28 18.110 13.856 3879.600 280.000 1986.000 2126.000 17.505 16.377 18.886 28.775 22.280 -3.34% -9.57% 4.28% 58.89% 23.03%
20 MC4P28 21.660 13.256 3406.670 257.000 1094.000 1222.500 18.829 17.348 22.753 31.996 23.209 -13.07% -19.91% 5.05% 47.72% 7.15%
21 MC5P28 20.310 13.763 3784.870 275.000 1094.000 1231.500 19.910 18.323 24.412 33.836 24.294 -1.97% -9.78% 20.20% 66.60% 19.61%
22 MC6P28 20.270 14.322 3637.720 254.000 1094.000 1221.000 20.280 18.690 24.446 34.459 25.039 0.05% -7.80% 20.60% 70.00% 23.53%

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn

Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

16
Hình 2.3:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Mat Cat
h
mb
(m)
hmd thuc do
hmb tinh toan Chatley
hmb tinh toan Apmann
hmb tinh toan Thorne
hmb tinh toan USACE
hmb tinh toan Maynord

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

17
II.1.4. Đề nghị một số biểu thức ớc tính chiều sâu hố xói :
Với những dữ liệu đo đạc mặt cắt ngang của năm 2001, các tỉ số Rc/B và
hmb/hb đợc tính toán và vẽ lên đồ thị. Do sự phân tán của các số liệu nên thay vì chọn
một đờng thẳng xấp xỉ duy nhất nh thờng thấy, bốn đờng thẳng khác nhau sẽ đợc
sử dụng tùy theo giá trị của tỉ số Rc/B. Bằng cách dùng phơng pháp bình phơng tối
thiểu, phơng trình của các đờng thẳng đợc xác định với dạng chung nh sau:
mb c
b
hR
ab
hB
=+
(2.7)
Các hệ số a và b đợc ghi trong bảng 2.4 và các đờng thẳng xấp xỉ đợc trình
bày trên hình 2.4.
Bảng 2.4: Giá trị các hệ số a và b theo tỉ số Rc/B
h
mb
/h
b
R
c
/B
a b
2 ữ 3
3 ữ 4
4 ữ 6
6 ữ 8

3,595
0,796
2,202
- 2,470
- 0,738
0,206
- 0,163
0,537

II.1.5. Kết luận
1. Các biểu thức kinh nghiệm trình bày trên thờng ở dới dạng đơn giản, chỉ
xét đến các yếu tố của lòng dẫn. Muốn xây dựng công thức có xem xét cả yếu tố lòng
dẫn và các yếu tố của dòng chảy nh lu lợng, bùn cát... thì cần liệt số liệu quan trắc
đồng bộ và nhiều năm.
2. Biểu thức đợc đề nghị (2.7) đợc thiết lập trên cơ sở dữ liệu có đợc của đoạn
sông Sài Gòn khu vực Thanh Đa. Những hệ số a và b trong (2.7) đợc xác định trên các số
liệu, tài liệu ngắn, vì vậy cần thiết phải tiếp tục đo đạc để có các hệ số tối u hơn.

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

18
II.2. Kết quả dự báo xói sâu sau các hồ Trị An, Dầu Tiếng

bằng mô hình MIKE 11
II.2.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 11 với mô đun bùn cát ST
MIKE 11 là phần mềm kỹ thuật chuyên dụng để mô phỏng dòng chảy một chiều
trên sông suối, hệ thống tới, kênh dẫn và ao hồ. Mô đun thủy động lực (HD), trên cơ
sở giải hệ phơng trình Saint Venant gồm phơng trình liên tục (bảo toàn lợng tích
lũy) và phơng trình động lợng (bảo toàn động lợng) là nòng cốt của họ mô hình
MIKE 11 và thiết lập nền tảng cho các mô đun khác nh:

- Mô đun dự báo lũ và vận hành hồ chứa (FF).
- Mô đun tải khuyếch tán, dự báo xâm nhập mặn (AD).
- Mô đun tính toán vận chuyển bùn cát (ST).
Về căn bản, các mô hình tính toán thủy lực (HD) và vận chuyển bùn cát (ST)
đều có cấu trúc và các dữ liệu đầu vào và đầu ra tơng đối giống nhau.
Mô hình MIKE11 có thể mô phỏng đối với hệ thống sông, rạch phức tạp trong
thời gian dài hàng chục năm, với chiều dài của các nhánh sông rạch hàng trăm kilômét.
Tuy nhiên, vì là mô hình một chiều, cho nên các yếu tố về hình thái sông trên mặt bằng
cha xét đến, chẳng hạn nh các đoạn sông cong, gấp khúc, ảnh hởng của các phân
nhập lu. Các yếu tố thủy lực cũng chỉ là các yếu tố trung bình trên mặt cắt ngang. Xói
bồi lòng dẫn cũng chỉ xét đến trên tuyến lạch sâu của sông, còn về xói lở ngang, mô
hình MIKE11 không đáp ứng đợc.
Với mục đích mô phỏng chế độ thủy lực và hàm lợng bùn cát cho các đoạn sông
thuộc hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn theo các điều kiện tự nhiên vốn có, trong
phạm vi nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng mô hình MIKE 11 với mô đun ST để từ đó
xác định và đa ra những đánh giá về mức độ xói lở, bồi lắng cho một số khu vực trọng
điểm. Ngoài ra, các kết quả tính toán từ MIKE11 nh lu lợng nớc và lu lợng (hoặc
tổng lợng) bùn cát tại một số vị trí còn đợc sử dụng làm điều kiện biên đầu vào cho
mô hình MIKE21C (sẽ đợc trình bày trong phần tiếp theo của báo cáo này).
II.2.2. Thiết lập sơ đồ tính toán
II.2.2.1. Dữ liệu sử dụng
1. Dữ liệu địa hình

+ Bản đồ ảnh vệ tinh năm 2004.
+ Các mặt cắt ngang mạng lới sông, trung bình khoảng 1,4 km/mặt cắt năm
2001-2005.

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

19
2. Dữ liệu thủy văn
+ Tài liệu mực nớc giờ các trạm cơ bản Vũng Tàu, Bến Lức, Thủ Dầu Một, Phú
An, Nhà Bè, Biên Hòa (2000-2004).
+ Tài liệu lu lợng xả xuống hạ du của hồ Dầu Tiếng, Trị An, trạm Phớc Hòa
(2000-2004) và một số tuyến đo bằng ADCP năm 2003-2005.
3. Dữ liệu bùn cát
+ Bùn cát lơ lửng tại một số tuyến đo năm các 2003, 2005 trên sông Sài Gòn.
+ Đờng kính hạt cát đáy và cấp phối hạt bùn cát năm 2003-2005 trên hầu hết các
tuyến sông lớn Sài Gòn, Đồng Nai, Vàm Cỏ, Lòng Tàu, Soài Rạp, Thị Vải.
II.2.2.2. Sơ đồ hóa mạng lới sông
Sơ đồ thuỷ lực bao gồm 70 nhánh sông (hình 2.4), trên các nhánh sông đợc gắn
một số mặt cắt thực đo để hình thành lòng dẫn trong sông. Các mặt cắt đợc chọn sao
cho có thể đại diện cho đoạn sông đó làm cho lòng dẫn trong mô hình gần sát với kích
thớc thực tế của sông trong vùng nghiên cứu. Còn một số ít sông rạch nhánh nhỏ vì
không có tài liệu nên cha đợc mô phỏng trong mô hình. Tổng chiều dài sông, rạch
đợc mô phỏng là 1.334 km, gồm 580 mặt cắt ngang và 4.114 nút tính toán.

Hình 2.4: Sơ đồ mạng lới sông và vị trí các biên tính toán

G
G
ề
ề

D
D

U
U
D
D

U
U

T
T
I
I

N
N
G
G

T
T
H
H

T
T

N
N
H
H
S
S
ễ
ễ
N
N
G
G
B
B
ẫ
ẫ
T
T
R
R

A
A
N
N

T
T

N
N
A
A
N
N
T
T
H
H

V
V

I
I

V
V

N
N
G
G
T
T

U
U

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

20
II.2.2.3. Điều kiện biên của mô hình
1. Biên thủy lực

+ Biên lu lợng:
Sơ đồ thủy lực bao gồm 9 biên lu lợng nớc kiểu mở (Open boundary type) ở
thợng lu trong đó có 4 biên ảnh hởng lớn tới kết quả của mô hình là: biên lu lợng
nớc tại Gò Dầu, Trị An, Dầu Tiếng và Phớc Hòa (sông Bé). Còn lại các biên khác có
trị số lu lợng không đáng kể.
Ngoài các biên lu lợng trên, để mô hình mang tính thực tế hơn, chúng tôi đa
thêm một số biên lu lợng kiểu nguồn (Point source boundary type) trên dòng chính Sài
Gòn và Vàm Cỏ để mô tả dòng hồi quy từ khu tới nằm kẹp giữa 2 sông này với hệ số
hồi quy là 25%.
+ Biên mực nớc:
Lu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn là lu vực gần nh khép kín với cửa chính đổ ra
biển tại Soài Rạp, Lòng Tàu và một số cửa sông khác. Do vậy, chúng tôi bố trí 5 biên
mực nớc hạ lu gồm: Tân An, Soài Rạp, Đồng Tranh, Lòng Tàu và Cái Mép.
2. Biên bùn cát
Vì không có số liệu về vận chuyển bùn cát ở đầu vào và ra của mô hình, chúng tôi
đã sử dụng biên bùn cát đúng bằng sức tải cát (Sediment supply) với giả thiết là địa hình
mặt cắt tại các biên luôn ổn định. Vị trí các biên bùn cát cũng giống nh biên thủy lực
nêu trên.
II.2.2.4. Các tham số sử dụng trong mô hình
1. Các tham số thủy lực
- Điều kiện ban đầu: đây là điều kiện do ngời sử dụng đặt ra cho các trị số lu
lợng và mực nớc tại từng điểm trên lòng dẫn. Điều kiện ban đầu này có thể phù hợp
hơn nếu ngời sử dụng dùng các trị số lu lợng và mực nớc của các file kết quả trớc
(Hostart file).
- Tốc độ gió: tốc độ gió cũng ảnh hởng đến kết quả của mô hình nhng trong lần
nghiên cứu này vì không có số liệu nên chúng tôi đã bỏ qua.
- Hệ số nhám Manning (M): đây là hệ số rất quan trọng và ảnh hởng rất lớn đến
kết quả nghiên cứu. Các giá trị sử dụng trong mô hình đợc rút ra từ các thí nghiệm mô

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông

Hình 2.5: Vị trí các tuyến đo lu lợng nớc sông Đồng Nai- Sài Gòn 2003

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

22

Hình 2.6: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại SG03 từ 26-29/X/2003

Hình 2.7: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại MC2 1 từ 26-29/X/2003

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

23

Hình 2.8: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại SG07 từ 26-29/X/2003

Hình 2.9: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại LT từ 26-29/X/2003

Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.

CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam

24

Hình 2.10: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại SR từ 26-29/X/2003

Hình 2.11: Kết quả kiểm định mực nớc tại trạm Bến Lức giai đoạn 2001-2002

Nghiên cứu dự báo tốc độ ổn định để khai thác và phát triển bền vững hạ du sông Đồng Nai

Trích đoạn

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về