Luận án Nghiên cứu diễn biến và giải pháp chỉnh trị đoạn sông phân lạch - Ứng dụng cho sông Cửu Long

có sự thay đổi về hƣớng của chủ lƣu. Sự biến đổi lớn về hình thái lòng dẫn đoạn Tân Châu chính là nguyên nhân quan trọng làm thay đổi tỷ lệ phân lƣu từ lạch Hồng Ngự chuyển sang lạch Long Khánh. Tiếp theo, là hình dạng và hƣớng của mũi đất đầu bãi giữa có tính chất đón dòng chảy và phân phối lại trên phƣơng ngang, ảnh hƣởng đến sự phân chia nƣớc và cát vào các lạch. Biến động lớn của mũi đất đầu bãi giữa sẽ làm thay đổi tỷ lệ phân lƣu cho các lạch. Hiện tƣợng này đã xảyra ở cù lao Long Khánh. Sự khác nhau về độ uốn cong của tuyến lạch, làm cho lạch dài, lạch ngắn, dẫn đến sự khác nhau về độ dốc thủy lực. Thông thƣờng, với các điều kiện khác nhƣ nhau, lạch có chiều dài ngắn hơn có khả năng phát triển mạnh hơn.Đó là trƣờng hợp của đoạn cù lao Ông Hổ. Bán kính cong ở khu vực phân lƣu tạo ra độ chênh mặt nƣớc theo phƣơng ngang dòng chảy. Phía bờ lõm, mực nƣớc cao hơn, lạch ở phía đó sẽ có độ dốc bé, sức tải cát sẽ giảm nhỏ, dễ gây bồi lắng. Hiện tƣợng bồi lắng đầu lạch Hồng Ngự thể hiện rất rõ tác động này. Các hoạt động khai thác cát trong lòng dẫn các lạch làm cho mặt cắt lòng dẫn các lạch bị đào sâu quá mức cũng có tác dụng thu hút sự phân chia lƣu lƣợng vào lạch. Đó là trƣờng hợp của lạch phải trong đoạn cù lao Ông Hổ. Vì vậy, để có thể điều chỉnh sự phân chia lƣu lƣợng trong đoạn sông phân lạch, trƣớc hết thƣờng xét đến các giải pháp tác động vào yếu tố hình thái: làm giảm bán kính cong lòng dẫn ở khu vực phân lƣu, ổn định hoặc cải tạo mũi đất đầu bãi giữa, tăng hay giảm mặt cắt lòng dẫn các lạch. 3.3.1.2. Yếu tố dòng chảy Dòng chảy là yếu tố tích cực, chủ động trong tác động đối với lòng dẫn. Sự thay đổi lòng dẫn nhiều khi cũng phải thông qua yếu tố dòng chảy. 96 Vấn đề đầu tiên là phải ổn định (quá trình và hƣớng)dòng chảy ở đoạn sông thƣợng lƣu điểm phân lƣu. Hƣớng dòng chảy ở thƣợng lƣu thay đổi, phân bố vận tốc trên phƣơng ngang thay đổi, lƣợng bùn cát do sạt lở bờ đƣa về đoạn phân lạch cũng thay đổi, dẫn đến sự thay đổi sự phân chia lƣu lƣợng giữa các lạch. Đó là trƣờng hợp đã diễn ra ở đoạn Tân Châu- Hồng Ngự. Kết cấu dòng chảy không gian trong khu vực phân lƣu có tính quyết định sự phân chia lƣu lƣợng nƣớc và bùn cát vào các lạch. Mực nƣớc trong các lạch phản ánh sức cản của dòng chảy, độ dốc thủy lực, độ dốc dòng chảy bé sẽ là điều kiện làm suy giảm sự phát triển của các lạch. 3.3.2. Các giải pháp cơbản nhằm điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu trong sông phân lạch Từ các cơ sở lý thuyết về kết cấu dòng chảy khu vực phân lƣu của sông phân lạch, nhận thấy rằng nhiệm vụ điều chỉnh lạitỷ lệ phân chia lƣu lƣợng trong các lạch có thể thực hiện các giải pháp tạo độ dốc ngang mặt nƣớc tại khu vực này sao cho tại cửa vào lạch cần giảm lƣu lƣợng có mực nƣớc cao hơn so với mực nƣớc tại cửa vào của lạch cần tăng lƣu lƣợng, đồng thời hƣớng chủ lƣu chảy về phía lạch cần tăng lƣu lƣợng. Mục tiêu đó có thể thực hiện đƣợc khi bố trí công trình tạo ra một bờ lõm ở phía cửa lạch cần giảm lƣu lƣợng. Các giải pháp công trình để đạt đƣợc yêu cầu trên, tùy theo mức độ chênh lệch giữa sự phân bố lƣu lƣợng hiện trạng và trị số thiết kế, có thể sử dụng riêng rẽ hoặc tổ hợp các giải pháp cơ bản sau. Các nhóm giải pháp bao gồm: 3.3.2.1.Giải pháp hướng dòng Đây là giải pháp điều chỉnh lƣu hƣớng ở đầu khu vực phân lƣu (điểm phân lƣu). Để có tác dụng hƣớng dòng có thể sử dụng hoặc là tƣờng hƣớng 97 dòng (đƣờng thẳng xiên hoặc dạng chữ Γ), hoặc là hệ thống mỏ hàn (số lƣợng mỏ hàn lớn hơn 3, trong đó có mỏ hàn dài nhất, tạo ra đƣờng viền hƣớng dòng theo tuyến chỉnh trị). Giải pháp này ứng dụng cho trƣờng hợp bờ của lạch tƣơng đối cao, ổn định, dòng chủ lƣu đi sát bờ. Cao trình đỉnh công trình cần đạt tới mục nƣớc dƣới lƣu lƣợng tạo lòng. Ở trƣờng hợp thí nghiệm, cao trình đỉnh lấy +2,0m. Để tạo ra hiệu quả đẩy chủ lƣu sang bờ đối diện, theo lý thuyết chỉnh trị sông, chiều dài mỏ hàn (hoặc hình chiếu trục dọc mỏ hàn trên mặt cắt ngang, nếu trục công trình xiên góc) phải lớn hơn 1/3 chiều rộng sông dƣới mực nƣớc chỉnh trị. Để đón dòng và hƣớng dòng thuận lợi, tƣờng hƣớng dòng cần bảo đảm trục công trình tạo với hƣớng chủ lƣu 1 góc không nhỏ hơn hơn 1500. Tƣờng hƣớng dòng bám sát theo tuyến chỉnh trị, hình chiếu của nó trên mặt cắt ngang cần đạt hoặc lớn hơn 1/3xBp, (vớiBp là chiều rộng sông tại vị trí công trình). Do đó, trong trƣờng hợp thí nghiệm, với chiều rộng sông Bp=700m, tƣờng hƣớng dòng HD.1A cần có chiều dài lần lƣợt là: 230m; 460m và 690m. Với ý tƣởng nhƣ trên, mỏ hàn HD.1B đã bố trí vuông góc với đƣờng bờ, tiến hànhthí nghiệm 3 phƣơng ánchiều dài mỏ hàn, lần lƣợt là 0,3Bp (210m), 0,425Bp (300m) và lớn nhất là 0,6Bp(420m). 3.3.2.2. Giải pháp đón dòng Dùng công trình tƣờng nhô đầu mũi bãi giữa kết hợp kè mõm cá để đón 1 phần dòng chảy từ lạch cần giảm lƣu lƣợng đi vào lạch cần tăng lƣu lƣợng một cách thuận lợi. Giải pháp này sử dụng cho trƣờng hợp đầu bãi giữa tƣơng đối cao, đang bị sạt lở. Để bố trí tƣờng đón dòng, cần gia cố mũi đất đầu bãi giữa, hình thành điểm khống chế trên tuyến chỉnh trị. Gốc tƣờng cắm sâu vào kè mõm cá đến cao trình mực nƣớc tạo lòng (+2,0m).Trục tƣờng đón dòng đi theo biên tuyến chỉnh trị, vƣơn ra đến vị trí lạch sâu để đón đƣợc chủ lƣu. 98 Trong thí nghiệm, lần lƣợt chọn 3 phƣơng án độ dài tƣờng hƣớng dòng để đánh giá hiệu quả: 240m, 480m và 720m. 3.3.2.3.Giải pháp tăng sức cản, dâng cao mực nước trong lạch Để thực hiện chức năng này, có thể sử dụng hệ thống mỏ hàn (kết hợp bảo vệ bờ chống xói), có thể sử dụng giải pháp đập khóa ngầm. Nếu sử dụng đập khóa ngầm cần chú ý yêu cầu chạy tàu khi xác định cao trình đỉnh đập. 3.3.2.4.Các giải pháp phụ trợ khác Các giải pháp phụ trợ có thể là gia cố bờ, điều chỉnh đƣờng bờ cục bộ, nạo vét thanh thải... 3.3.3. Kết quả nghiên cứu hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công trình hƣớng dòng Trong thí nghiệm mô hình vật lý đã ứng dụng công trình hƣớng dòng với 2 giải pháp: Tƣờng hƣớng dòng và mỏ hàn. 3.3.3.1. Tỷ lệ phân chia lưu lượng trong điều kiện hiện trạng Với lòng dẫn đo 2007, các lƣu lƣợng thí nghiệm đã xác định tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng khi chƣa có công trình chỉnh trị nhƣ số liệu trong bảng 3.4 thể hiện. Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng trong điều kiện hiện trạng, dưới các lưu lượng thí nghiệm TT Qsông (m3/s) ZHL (m) Lạch phải Lạch trái Qp (m 3 /s) Tỷ lệ (%) QT(m 3 /s) Tỷ lệ (%) 1 16.100 2,32 12.648,2 78,56 3.451,8 21,44 2 14.000 1,56 11.065,6 79,04 2.934,4 20,96 3 9.000 0,20 7.362,0 81,80 1.638,0 18,20 Đây là cơ sở để tính toán , đánh giá hiệu quả điều chỉnh lƣu lƣợng khi chỉnh trị sông phân lạch. 99 3.3.3.2.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1A Giải pháp hƣớng dòng HD.1A là công trình cứng có gốc đặt ở vị trí 1, thân tƣờng tạo với đƣờng bờ 1 góc 300, cao trình đỉnh ở +2,0m, cao hơn mực nƣớc của lƣu lƣợng tạo lòng. Chiều dài tƣờng có 3 kịch bản: 230m, 460m và 690m. Tƣờng hƣớng dòng sẽ tiếp xúc chủ lƣu từ bờ phải hƣớng dần sang bờ trái, tạo ra độ dốc ngang mặt nƣớc ở khu vực phân lƣu, giảm lƣu tốc vào lạch phải, tăng lƣu tốc vào lạch trái. Bảng 3.5.Tổng hợpkết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1A Lƣu lƣợng QS (m 3 /s) Chiềudài tƣờng 1A.L(m) Lạch phải Lạch trái QP (m 3 /s) QP(%) QT(m 3 /s) QT(%) 16.100 230 12.261,7 76,16 3.838,2 23,84 460 12.036,3 74,76 4.063,6 25,24 690 11.632,2 72,25 4.467,7 27,75 14.000 230 10.757,6 76,84 3.242,4 23,16 460 10.564,4 75,46 3.435,6 24,54 690 10.360,0 74,00 3.640,0 26,00 9.000 230 6.993,0 77,70 2.007,0 22,30 460 6.795,0 75,50 2.205,0 24,50 690 6.646,5 73,85 2.353,5 26,15 3.3.3.3.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1B Giải pháp hƣớng dòng HD.1B là công trình dạng mỏ hàn, gốc đặt ở bờ phải, vị trí 1B, vƣơn ra lòng sông với góc gần 900.Chiều dài mỏ hàn có 3 kịch 100 bản 200m, 300m và 420m. Hƣớng dòng dạng mỏ hàn chặn đứng chủ lƣu ở bờ phải, đẩy chủ lƣu ra xa bờ, đi về phía mũi mỏ hàn. Mỏ hàn gây dâng nƣớc cục bộ và các kết cấu dòng chảy phức tạp. Bảng 3.6.Tổng hợpkết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp HD.1B Lƣu lƣợng QS (m 3 /s) Chiều dài tƣờng 1B L(m) Lạch phải Lạch trái QP (m 3 /s) QP(%) QT(m 3 /s) QT(%) 16.100 210 12.380,9 76,90 3.719,1 23,10 300 12.010,6 74,60 4.089,4 25,40 420 11.785,2 73,20 4.314,8 26,80 14.000 210 10.777,2 76,98 3.222,8 23,02 300 10.557,4 75,41 3.442,6 24,59 420 10.420,2 74,43 3.579,8 25,57 9.000 210 6.948,0 77,20 2.052,0 22,80 300 6.745,5 74,95 2.254,5 25,05 420 6.597,0 73,30 2.403,0 26,70 Từ các kết quả trên ta thấy:Nếu chỉ áp dụng riêng các giải pháp hƣớng dòng, tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng có đƣợc tăng lên cho lạch trái, nhƣng rất ít, so với hiện trạng.Xem xét ở cấp lƣu lƣợng tạo lòng, hiệu quả thu đƣợc nhƣ sau: 101 Bảng 3.7. Độ tăng lên của tỷ lệ % lưu lượng cho lạch trái. GIẢI PHÁP HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) LẠCH TRÁI CÓ HD(%) TĂNG LÊN(%) GHI CHÚ HD.1A (230) 20,96 23,16 2,20 HD.1A (460) 20,96 24,54 3,58 HD.1A (690) 20,96 26,00 5,04 HD.1B (210) 20,96 23,02 2.06 HD.1B (300) 20,96 24,59 3,63 HD.1B (420) 20,96 25,57 4,61 Từ số liệu trên, ta có các đƣờng cong quan hệ nhƣ trong hình 3.5. Hình 3.5. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình hướng dòng và tỷ lệ phân lưu tăng lên ở lạch trái. Từ các kết quả cho ta thấy: - Tƣờng HD.1A vừa có tác dụng cản dòng dâng cao mực nƣớc ở bờ phải vừacó tác dụngđẩy chủ lƣusangbờ trái một cách thuận lợi, không có các vùng xoáy lân cận công trình. Song do chiều dài tƣơng đối lớn (L=690m), khi có lũ cao, HD.1A giống nhƣ một đập tràn xiên có chiều dài tràn nƣớc qua 0 1 2 3 4 5 6 0 200 400 600 800 β Q (% ) L (m) HD.1A HD.1B 102 đỉnh lớn, nên tác dụng nâng cao mực nƣớc ít hơn HD.1B. - Mỏ hàn HD. 1B có tác dụng thu hẹp mặt cắt thoát nƣớc của lòng sông tƣơng đƣơng với HD.1A, có tác dụng làm dâng mực nƣớc ở phía thƣợng lƣu mỏ hàn nhƣng nhỏ hơn so với HD.1A, nên hiệu quả đƣa đƣợc lƣu lƣợng chảy vào lạch trái hạn chế hơn. Do góc độ can thiệp vào dòng chảy lớn, tạo ra nhiều vùng xoáy cục bộ, làm cho lòng sông và vùng bờ lân cận sản sinh những diễn biến phức tạp hơn, nhất là khi trong thực tế sẽ tạo ra hố xói lớn đầu mũi mỏ hàn. 3.3.4. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công trình đón dòng từ đầu bãi giữa. Kết quả phân chia lƣu lƣợng khi áp dụng giải pháp công trình ĐD.2A thể hiện trong bảng 3.8. Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp công trình ĐD.2A Lƣu lƣợng QS (m 3 /s) Chiều dài CT đón dòng L(m) Lạch phải Lạch trái QP (m 3 /s) QP(%) QT(m 3 /s) QT(%) 16.100 240 12.219,9 75,90 3.880,10 24,10 480 11.946,2 74,20 4.153,80 25,80 720 11.616,15 72,15 4.483,85 27,85 14.000 240 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65 480 10.493,0 74,95 3.507,0 25,05 720 10.269,0 73,35 3.731,0 26,65 9.000 240 7.020,0 78,0 1.980,0 22,0 480 6.912,0 76,8 2088,0 23,2 720 6.795,0 75,5 2.205,0 24,5 103 Bảng 3.9. Độ tăng tỷ lệ lưu lượng ở lạch trái khi áp dụng các giải pháp đón dòngĐD.2A (ở lưu lượng tạo lòng 14.000 m3/s) GIẢI PHÁP HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) LẠCH TRÁI CÓ ĐD (%) TĂNG LÊN (%) GHI CHÚ ĐD.2A (240) 20,96 23,65 2,69 ĐD.2A (480) 20,96 25,05 4,09 ĐD.2A (720) 20,96 26,65 5,69 3.3.5. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp công trình đập khóa ngầm Bố trí đập khóa ngầm là giải phápcó hiệu quả làm tăng sức cản dòng chảy, dâng cao mực nƣớc, giảm lƣu tốc, gây bồi lắng trong lòng sông thƣợng lƣu đập khóa, nhƣng lại có thể gây xói lòng sông hạ lƣu đập. Việc bố trí vị trí đập khóa cần cân nhắc kỹ giữa hiệu quả kỹ thuật và các vấn đề khối lƣợng công trình, thi công và các ảnh hƣởng khác. Riêng về hiệu quả dâng nƣớc thì vị trí đặt càng về cuối lạch càng tốt. Trong nghiên cứu này, thí nghiệm tiến hành cho 3 phƣơng án vị trí: đầu lạch (vị trí 3), giữa lạch (vị trí 4) và cuối lạch (vị trí 5). 3.3.5.1. Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở đầu lạch ĐK.3 Tại vị trí 3, lòng sông rộng, nhƣng nông hơn các vị trí khác. Mặt cắt ngang lòng sông và các kịch bản cao trình đỉnh đập thể hiện trên hình 2.6. Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của đập khóa ĐK.3 thể hiện trong bảng 3.10. 104 Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 3 lạch phải (ĐK.3) Qsông (m3/s) Cao độ đỉnh đập khóa (m) Lạch phải Lạch trái QP (m3/s) QP(%) QT(m3/s) QT(%) 16.100 -6,0 12.155,50 75,50 3.944,50 24,50 -8,0 12.195,75 75,75 3.904,25 24,25 -10,0 12.260,15 76,15 3.839,85 23,85 14.000 -6,0 10.612,2 75,80 3.388,0 24,20 -8,0 10.647,0 76,05 3.353,0 23,95 -10,0 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65 9.000 -6,0 7.020,0 78,0 1.980,0 22,0 -8,0 7.038,0 78,20 1.962,0 21,8 -10,0 7.065,0 78,50 1.935,0 21,5 3.3.5.2. Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở giữa lạch ĐK.4 Mặt cắt ngang lòng sông lạch trái tại vị trí 4 và cao trình đập khóa thể hiện trên hình 2.4. Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của đập khóa ĐK.4 thể hiện trong bảng 3.11. 105 Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 4 lạch phải (ĐK.4) Qsông (m3/s) Cao độ đỉnh đập khóa (m) Lạch phải Lạch trái QP (m3/s) QP(%) QT(m3/s) QT(%) 16.100 –6,0 12.010,6 74,70 4.089,40 25,30 –8,0 12.034,75 74,75 4.065,25 25,25 –10,0 12.091,1 75,10 4.008,9 24,90 –12,0 12.171,6 75,60 3.828,4 24,40 –14,0 12.276,25 76,25 3.823,75 23,75 14.000 –6,0 10.507,0 75,05 3.493,0 24,95 –8,0 10.535,0 75,25 3.465,0 24,75 –10,0 10.577,0 75,55 3.423,0 24,45 –12,0 10.633,0 75,95 3.367,0 24,05 –14,0 10.689,0 76,35 3.311,0 23,65 9.000 –6,0 6.970,5 77,45 2.029,5 22,55 –8,0 6.988,5 77,65 2.011,5 22,35 –10,0 7.029,0 78,10 1.971,0 21,90 –12,0 7.083,0 78,70 1.917,0 21,30 –14,0 7.128,0 79,20 1.872,0 20,8 3.3.5.3.Tỷ lệ phân chia lưu lượng khi đặt đập khóa ở cuối lạch ĐK.5 Các kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng do tác dụng của đập khóa ĐK.5 thể hiện trong bảng 3.12. 106 Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 5 lạch phải (ĐK.5) Qsông (m3/s) Cao độ đỉnh đập khóa (m) Lạch phải Lạch trái QP (m3/s) QP(%) QT(m3/s) QT(%) 16.100 –6,0 12.026,7 74,70 4.073,3 25,20 –8,0 12.050,85 74,85 4.049,15 25,15 –10,0 12.107,2 75,20 3.992,8 24,80 –12,0 12.187,7 75,70 3.912,3 24,30 –14,0 12.268,2 76,20 3.831,8 23,80 14.000 –6,0 10.542,0 75,30 3.458,0 24,70 –8,0 10.563,0 75,45 3.437,0 24,55 –10,0 10.598,0 75,70 3.402,0 24,30 –12,0 10.640,0 76,0 3.360,0 24,0 –14,0 10.696,0 76,4 3.304,0 23,6 9.000 –6,0 6.984,0 77,6 2.016,0 22,4 –8,0 6.993,0 77,.7 2.007,0 22,3 –10,0 7.011,0 77,9 1.989,0 22,1 –12,0 7.038,0 78,2 1.962,0 21,8 –14,0 7.074,0 78,6 1.926,0 21,4 107 Hình 3.6. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình đập khóa và tỷ lệ phân lưu nhánh trái Bảng 3.13. Độ tăng lưu lượng vào lạch trái của các phương án bố trí đập khóa trong lạch phải GIẢI PHÁP HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) LẠCH TRÁI CÓ ĐK(%) TĂNG LÊN (%) GHI CHÚ ĐK.3 (-6m ) 20,96 24,20 3,24 ĐK.3 (-8m ) 20,96 23,95 2,99 ĐK.3 (- 10m) 20,96 23,65 2,69 ĐK.4 (- 6m ) 20,96 24,95 3,99 ĐK.4 (- 8m ) 20,96 24,75 3.79 ĐK.4 (- 10m) 20,96 24,45 3,49 ĐK.4 (- 12m) 20,96 24,05 3,09 ĐK.4 (- 14m 20,96 23,65 2,69 ĐK.5 (- 6m ) 20,96 24,70 3,74 ĐK.5 (- 8m ) 20,96 24,55 3,59 ĐK.5(- 10m) 20,96 24,30 3,34 ĐK.5 (- 12m) 20,96 24,0 3,04 ĐK.5 (- 14m 20,96 23,6 2,64 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 020 021 022 023 024 025 026 C ao t rì n h Đ K ( m ) βQ(%) Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.3 Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK3 Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK3 Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.4 Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK.4 Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK.4 Q=9.000m3/s ứng cao trình ĐK.5 Q=14.000m3/s ứng cao trình ĐK.5 Q=16.100m3/s ứng cao trình ĐK.5 108 Hình 3.7. Đường cong quan hệ giữa lưu lượng và tỷ lệ phân lưu nhánh trái ứng với cao trình đập khóa -8m. Từ số liệu trong các bảng 3.10, 3.11, 3.12 và 3.13 ta thấy phƣơng án đập khóa ở vị trí 4 (P4) có cao độ đỉnh đập khóa là –6,0m cho tỷ lệ phân lƣu lớn nhất (25,30%). Song kết hợp với yêu cầu chống xói lở trên lạch phải nên đã chọn phƣơng án đập khóa ở vị trí 5 (ĐK.5) mà đỉnh đập khóa có cao độ đỉnh đập –8,0mbởi lẽ: Đƣa cao độ đỉnh đập khóa lên –6,0m thì dòng chảy tràn qua đỉnh đập có chênh lệch cột nƣớc lớn, sinh ra nƣớc nhảy sau chân đập khóa, lƣu tốc dòng chảy ở vùng nƣớc nhảy lớn sẽ gây xói chân hạ lƣu đập khóa và xói bờ hạ lƣu đập khóa. Chọn vị trí đập khóa ở vị trí 4 (ĐK.4) là vị trí nằm giữa đoạn sông của lạch phải, mặt cắt thoát nƣớc hẹp, lƣu tốc dòng chảy tràn qua đập khóa lớn sẽ gây xói bờ phải và lòng sông hạ lƣu gây nguy hiểm sạt lở mái bờ phải phía Thành phố Long Xuyên là điều bất lợi. Vì vậy chọn phƣơng án đập khóa ở vị trí 5 (ĐK.5) có cao độ đỉnh đập khóa-8,0m là hợp lý với tỷ lệ phân lƣu lạch trái cũng đạt tới 25,15%. 15 17 19 21 23 25 27 8000 10000 12000 14000 16000 18000 β Q T (% ) Q (m3/s) PA Hiện trạng PA Đập khóa ĐK.3 PA Đập khóa ĐK.4 PA Đạp khóa ĐK.5 109 3.3.6. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp nạo vét lòng sông trong lạch cần tăng lƣu lƣợng Trong thực tế, sau khi có các giải pháp công trình thích hợp, lạch trái đƣợc tăng thêm lƣu lƣợng, lƣu tốc dòng chảy tăng lên, lòng dẫn lạch trái sẽ đƣợc xói sâu dần. Do thí nghiệm tiến hành trên mô hình lòng cứng, nên hiệu quả xói sâu đƣợc thay thế bằng giải pháp nạo vét thanh thải ban đầu. Xét tác dụng khả năng tăng tỷ lệ phân lƣu bằng giải pháp nạo vét lạch trái để khơi thông dòng chảy, trên mô hình đã thử nghiệm giải pháp nạo vét khơi thông lạch trái với chiều dài luồng nạo vét gần 4.000m, chiều rộng thay đổi B1=200m B2=600m và sâu đến cao trình -8m, nghĩa là nạo vét khơi thông từ đầu lòng sông cửa vào đến cuối đoạn lạch trái đổ xuống vực sâu. Bảng 3.14. Tỷ lệ phân lưu khi thanh thải ngưỡng cạn lạch trái đến độ sâu -8m TT QS (m3/s) ZHL (m) Lạch phải Lạch trái QP(m3/s) QT(%) QT(m3/s) QT(%) 1 16.100 2,32 10.787,0 67,0 5313,0 33,0 2 14.000 1,56 9.520,0 68,0 4480,0 32,0 3 9.000 0,39 6.345,0 70,50 2655,0 29,50 Từ số liệu trên cho thấy giải pháp khơi thông dòng chảy có tác dụng tăng tỷ lệ phân lƣu đi vào lạch trái từ 10% 11% lớn hơn giải pháp dùng mỏ hàn và đập khóa. Điều này minh chứng cho hiệu quả lớn khi tác động trực tiếp vào mặt cắt lòng dẫn. Nhƣng cần nhớ rằng, trong thực tế, nếu chỉ nạo vét mà không có các giải pháp tác động vào dòng chảy, thì hố đào nhanh chóng bị bồi lấp và hiệu quả sẽ không đƣợc duy trì tiếp tục. 110 3.3.7. Hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của giải pháp tổ hợp công trình 3.7.3.1Các tổ hợp công trình xem xét - Tổ hợp công trình TH.A: Hƣớng dòng HD.1A + đập khóa ĐK.5; - Tổ hợp công trình TH.B: Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A+ đập khóa ĐK.5; -Tổ hợp công trình TH.C: Hƣớng dòng HD.1A + đón dòng ĐD.2A + đập khóa ĐK.5+ Nạo vét NV1. 3.7.3.2.Kết quả thí nghiệm Kết quả thí nghiệm các tổ hợp công trình thể hiện trong các bảng sau: Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp TH.A TT QS (m 3 /s) ZHL (m) Lạch phải Lạch trái Qm(m 3 /s) m(%) Qn(m 3 /s) n(%) 1 16.100 2,32 11.157,3 69,30 4.942,70 30,70 2 14.000 1,56 9.597,0 68,55 4.403,0 31,45 3 9.000 0,20 6.255,0 69,50 2.745,0 30,50 Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp TH.B TT QS (m 3 /s) ZHL (m) Lạch phải Lạch trái Qm(m 3 /s) m(%) Qn(m 3 /s) n(%) 1 16.100 2,32 10.239,6 63,60 5.860,4 36,40 2 14.000 1,56 8.814,4 62,96 5.185,6 37,04 3 9.000 0,20 5.803,2 64,48 3.196,8 35,52 111 Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải pháp TH.C TT QS (m 3 /s) ZHL (m) Lạch phải Lạch trái Qm(m 3 /s) m(%) Qn(m 3 /s) n(%) 1 16.100 2,32 8.307,6 51,60 7.792,4 48,40 2 14.000 1,56 6.988,8 49,92 7.011,2 50,08 3 9.000 0,20 4.541,4 50,46 4.458,6 49,54 Bảng 3.18.Tổng hợp độ tăng tỷ lệ lưu lượng ở lạch trái khi áp dụng các giải pháp công trìnhtổ hợp (ở lưu lượng tạo lòng 14.000 m3/s) GIẢI PHÁP HIỆN TRẠNG LẠCH TRÁI (%) LẠCH TRÁI CÓ TH.(%) TĂNG LÊN (%) GHI CHÚ TH.A 20,96 31,45 12,49 TH.B 20,96 37,04 16,08 TH.C 20,96 50,08 29,12 Hình 3.8.Hiệu quả tăng lưu lượng vào lạch trái của các giải pháp tổ hợp. 25 30 35 40 45 50 55 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 β Q T (% ) Q (m3/s) NV1 TH.A TH.B TH.C 112 3.3.8. Phân tích chung về hiệu quả kỹ thuật của các giải pháp công trình với các phƣơng án bố trí không gian khác nhau Trên mô hình vật lý, NCS đã nghiên cứu 5 loại giải pháp, với tổng cộng 26 cách bố trí không gian khác nhau. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy: 1.Sông Cửu Long mang tính chất cửa sông ảnh hƣởng triều, độ dốc dòng chảy bé, vì vậy độ nhạy của công trình rất hạn chế. Ở thời điểm đầu tiên, sau khi xây dựng công trình thì: - Các công trình hƣớng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,0% đến 5,8% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình. -Công trình đón dòngcó thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 1,69 % đến 4,6% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình. - Các công trình đập khóa ngầm có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,64% đến 3,99% lƣu lƣợng, tùy theo vị trí và cao trình đỉnh công trình. - Giải pháp nạo vét ngƣỡng cạn đầu lạch (đến cao trình ngang với đỉnh đập khóa -8m), có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 10% đến 11% lƣu lƣợng. - Các giải pháp tổ hợp có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 12,49% đến 29,12% lƣu lƣợng. Tùy theo yêu cầu của mục tiêu chỉnh trị, xác định mức độ điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu cụ thể, dựa vào các đƣờng cong hiệu quả trong các hình (3.3) đến (3.7) để nghiên cứu ứng dụng các giải pháp bố trí công trình tƣơng ứng. Cùng một loại giải pháp, có thể sử dụng nhiều cá thể, nhƣ 3-4 mỏ hàn để tạo nối tiếp tốt với đƣờng bờ, 2-3 đập khóa nếu lạch có chiều dài lớn, sao cho hiệu ứng dâng nƣớc lan truyền đến đầu lạch.Trong dự ánthực tế còn phải bố trí bổ sung các giải pháp hỗ trợ nhƣ kè gia cố bờ, kè mõm cá...để chống sạt lở. 2. Những công trình hƣớng dòng, đón dòng, đập khóa... vận dụng riêng lẻ, hiệu quả kỹ thuật không lớn, nhƣng đó là hiệu quả ban đầu, theo thời gian, do 113 tăng lƣu lƣợng, lƣu tốc tăng lên, sức tải cát của dòng chảy sẽ tăng lên, gây xói lòng dẫn và hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu sẽ tăng lên theo thời gian. Giải pháp nạo vét có hiệu quả ban đầu lớn nhất vì tác động trực tiếp vào yếu tố nhạy cảm nhất, là mặt cắt lòng dẫn lạch, nhƣng nếu chỉ có nạo vét, không có các công trình điều chỉnh kết cấu dòng chảy, thì khu vực nạo vét sẽ không duy trì đƣợc lâu, dễ bị bồi lấp trở lại và hiệu quả sẽ giảm dần. 3. Hiệu quả tổng hợp của các giải pháp công trình tổ hợp không phải là tổng cộng của các hiệu quả riêng lẻ, mà có sự tác động tƣơng hỗ làm tăng thêm hiệu quả cộng hƣởng. 4. Do lấy điều kiện nghiên cứu là lòng dẫn và dòng chảy vùng ĐBSCL, các kết quả nghiên cứu trên chỉ có phạm vi ứng dụng phù hợp trong vùng ĐBSCL. 114 CHƢƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THỰC TẾ CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG PHÂN LẠCH 4.1. LỰA CHỌN ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ YÊU CẦU CHỈNH TRỊ 4.1.1.Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu Trong chƣơng 3, kết quả nghiên cứu về các sơ đồ bố trí không gian công trình chỉnh trị xuất phát từ các điều kiện của đoạn sông phân lạch Cù lao Ông Hổ trên sông Hậu, là đoạn sông phân lạch trên tuyến sông hơi cong. Để xem xét khả năng mở rộng phạm vi ứng dụng của các sơ đồ đã đề xuất, trong chƣơng này lựa chọn đoạn sông phân lạch trên tuyến sông cong gấp trên sông Tiền để ứng dụng. Đó là đoạn sông từ Tân Châu đến Hồng Ngự, là 1 đoạn sông trọng điểm nghiên cứu từ nhiều năm nay, lại có khá đầy đủ số liệu cơ bản phục vụ cho phân tích, tính toán... Đoạn sông Tân Châu- Hồng Ngự (TC-HGN) là đoạn sông phân lạch ở thƣợng lƣu sông Tiền, bờ phải thuộc tỉnh An Giang, bờ trái thuộc tỉnh Đồng Tháp. Bãi giữa là Cù lao Long Khánh, thuộc huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp (hình 4.1). Từ Tân Châu, sông Tiền chia thành 3 lạch, trong đó sông Cái Vừng ở bờ phải, là lạch nhỏ nhất và tƣơng đối ổn định ở mức phân lƣu từ 5% đến 6% lƣu lƣợng toàn sông. Trong chƣơng này, chỉ là 1 ví dụ ứng dụng sơ đồ bố trí không gian công trình chỉnh trị, để đơn giản không xét đến sự tham gia của sông Cái Vừng. Cù lao Long Khánh chia sông Tiền thành 2 lạch: Lạch tả tạm gọi là lạch Hồng Ngự (HGN), là một đoạn sông cong, dài khoảng 15km, đỉnh cong tại Ấp Thị, xã Thƣờng Lạc; Lạch hữu tạm gọi là lạch Long Khánh (LK), cũng là một đoạn sông hơi cong, bờ lõm nằm phía bên phải thuộc địa phận xã Long Thuận, có chiều dài khoảng 11,6km. 115 Do hạn chế về số trang, trong luận án này không đi sâu mô tả và phân tích về điều kiện tự nhiên và kinh tế-xã hội, các nội dung này đã đƣợc đề cập trong các tài liệu [16] và [24]. Các địa danh phía An Giang Các địa danh phía Đồng Tháp Hình 4.1. Vị trí địa lý của đoạn sông Tân Châu- Hồng Ngự 4.1.2. Yêu cầu chỉnh trị Đây là đoạn sông phân lạch có diễn biến phức tạp nhất trên sông Cửu Long, trong lịch sử đã có nhiều lần thay đổi ngôi thứ chính phụ giữa 2 lạch HGN và LK(xem số liệu trong bảng 4.1). Mỗi lần thay đổi nhƣ thế các hiện tƣợng sạt lở bờ đều gây những thiệt hại lớn về tài sản và tính mạng của cƣ dân, đô thị 2 bờ. Đến năm 2010, lạch chính là lạch LK(chiếm62,6% lƣu lƣợng toàn sông), lạch HGN chỉ chiếm 32,4% lƣu lƣợng toàn sông. Bảng 4.1. Diễn biến tỷ lệ phân chia lưu lượng qua các thời kỳ Năm Hồng Ngự Long Khánh Cái Vừng Ghi chú 1993 62,54 26,5 10,96 Hồng Ngự bị xói lớn 2003 48,93 46,68 5,39 Tƣơng đối ổn định 2008 37,0 58,0 5,0 Long khánh bị xói lớn 2010 32,4 62,6 5,0 Long khánh bị xói lớn 116 Phân tích yêu cầu của các ngành kinh tế-xã hội và môi trƣờng đối với đoạn sông này, thấy rằng các trung tâm dân cƣ, đô thị và giao thông vận tải đều nằm trên lạch HGN, nên lạch HGN phải có một lƣu lƣợng thích hợp để đáp ứng các nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội một cách bền vững, nhƣng không quá lớn để dẫn đến các diễn biến phức tạp nhƣ trƣớc đây. Nhận thấy rằng, đoạn sông TC-HGN đang ở vào thời kỳ mà thế sông bất lợi nhất cho sự ổn định của lòng dẫn,nếu muốn chỉnh trị triệt để ngay thì rất khó khăn, thậm chí không thể đƣợc. Phƣơng châm chỉnh trị trƣớc mắt là hạn chế đi đến loại trừ những tác hại của thế sông hiện nay, tác động dần các biện pháp để sông diễn biến theo xu thế có lợi. Khi có thời cơ thì cần có công trình đủ mạnh để: - Chuyển chủ lƣu dòng chảy ở thƣợng lƣu Tân Châu sang bờ tả, giải phóng vùng bãi bồi trƣớc cửa nhánh Hồng Ngự, cải thiện trạng thái dòng chảy đi vào vùng Hồng Ngự. - Thay đổ ỷ lệ phân lƣu ở ngã ba sông đầu cù lao Long Khánh theo xu thế lƣợng tƣơng đối đi vào lạch Hồng Ngự ạch Long Khánh, giữ nguyên lƣu lƣợng vào lạch Cái Vừng; - Chống sạt lở, ổn định bờ phải lạch Long Khánh, khu vực xã Long Thuận. - ịnh tuyến bờ thị xã Tân Châu và thị xã Hồng Ngự bằng các biện pháp công trình hiện đại, bền vững, mỹ quan. Trong khuôn khổ của luận án này, mục tiêu chỉnh trị chỉ là điều chỉnh tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng sao cho gia tăng lƣu lƣợng vào lạch HGN, giảm thiểu lƣu lƣợng vào lạch LK, tạo tiền đề để đạt đến mức tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng cho 2 lạch là xấp xỉ nhau, nhƣ tình hình năm 2003. Nếu xét cả sông Cái vừng thì tỷ lệ phần trăm phân lƣu cuối cùng cần đạt đến theo lần lƣợt SCV- 117 HGN-LK là 6-47-47. Nếu không xét đến sông Cái Vừng, tỷ lệ phần trăm phân lƣu HGN-LK cần đạt đến là 50-50. 4.2. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH 4.2.1. Phân tích chung Do yêu cầu phân chia lại lƣu lƣợng là khá lớn, các giải pháp bố trí công trình chỉ có thể là tổ hợp các giải pháp hƣớng dòng- đón dòng- đập khóa ngầm - nạo vét. Do lòng sông thực tế của đoạn sông nghiên cứu có chiều rộng và chiều sâu đều khá lớn, các công trình hƣớng dòng và đón dòng không thể làm quá dài, trên 1/3 bề rộng sông, nên khống chế theo điều kiện tổng chiều dài 2 loại công trình này đạt trên 1/3 chiều rộng sông ở vị trí gốc. Do lạch Long Khánh không phải là lạch chạy tầu, cao trình đỉnh đập khóa ngầm có thể tăng lên 1 cách hợp lý. Do đƣờng bờ đầu lạch HGN không thuận lợi cho việc hƣớng dòng, cần tăng cƣờng hệ thống hƣớng dòng cục bộ đầu lạch trái. 4.2.2. Các tham số thiết kế Các tham số thiết kế đƣợc lựa chọn nhƣ sau: 1. Lƣu lƣợng và mực nƣớc lũ thiết kế Bảng 4.2. Lưu lượng và mực nước lũ thiết kế Trạm Lƣu lƣợng lũ (m3/s) Mực nƣớc lũ (m) Tân Châu Hồng Ngự 28.800 13.000 +5,50 +5,00 118 2. Lƣu lƣợng và mực nƣớc chỉnh trị Bảng 4.3 Lưu lượng và mực nước tạo lòng Trạm Lƣu lƣợng tạo lòng (m3/s) Mực nƣớc tạo lòng (m) Tân Châu Lạch Hồng Ngự Lạch Long Khánh 19.000 8.930 8.930 +4,00 +3,50 +3,50 3. Mực nƣớc kiệt thiết kế với tần suất 95% - Tân Châu: - 0,36m - Hồng Ngự: - 0,50m 4.2.3. Phƣơng án bố trí công trình: Tuyến chỉnh trị đoạnTC-HGN đƣợc thể hiện trên hình 4.2. Các hạng mục công trình bao gồm: + Kè mõm cá + đê đón dòng ở đầu cù lao LK để điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu giữa hai nhánh sông, đồng thời ổn định đầu cù lao này; + 1 mỏ hàn M1 trên bờ phải TC, hỗ trợ hƣớng dòng vào lạch trái; + 5 mỏ hàn M2 ÷ M6 để điều chỉnh tuyến đƣờng bờ trái cửa vào lạch HGN; + Thanh thải cồn cát đầu lạch đổ vào lòng sông giữa các MH; + Kè gia cố bờ trái lạch HGN với chiều dài 1200m; + Kè gia cố bờ phải lạch LK với chiều dài 3000m; + Kè mõm cá khóa đuôi bãi cù lao LK. + Đập khóa ngầm ĐK trên nhánh LK, cao trình đỉnh đập -6,0m. 119 4.2. Quy hoạch chỉnh trị đoạn Tân Châu – Hồng Ngự 120 4.3. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ Lƣu lƣợng chảy vào lạch Cái Vừng khá ổn định trong nhiều năm qua thƣờng chiếm khoảng 6%. Vì vậy khi tính toán NCS bỏ qua lạch Cái Vừng. Nhƣ vậy mục đích chỉnh trị của chúng ta làm sao cho tỷ lệ hai nhánh Hồng Ngự và Long Khánh bằng nhau. Khi bố trí công trình chỉnh trị, kết quả phân chia lƣu lƣợng cho hai nhánh Hồng Ngự và Long Khánh thay đổi rõ rệt. Lƣu lƣợng chuyển sang nhánh Hồng Ngự khoảng 9% so với hiện trạng. Kết quả thể hiện trong hình 4.3 và bảng 4.4. Hình 4.3. Phân chia lưu lượng đoạn TC-HN khi có công trình Bảng 4.4. So sánh tỷ lệ phân lưu hai nhánh hiện trạng và khi có công trình Trƣờng hợp Tân Châu Long Khánh Hồng Ngự Hiện trạng 100% 63,93% 36,07% Khi có công trình 100% 54,88% 45,12% 121 Tác dụng của giải pháp công trình bố trí cho đoạn TC-HGN đã làm thay đổi trƣờng vận tốc cũng nhƣ địa hình đáy sông. Kết quả thể hiện trong các hình 4.4 và 4.5. Hình 4.4. Phân bố trường vận tốc khi có công trình Hình 4.5.Bình đồ lòng dẫn sau 2 năm xây dựng công trình Ứng dụng mô hình toán MIKE21C đánh giá hiệu quả của giải pháp chỉnh trị. Kết quả cho thấy lƣu lƣợng đã đƣợc chuyển trả lại nhánh Hồng Ngự khoảng 9% (Từ 36,07% lên 45,12%). 526000 528000 530000 532000 534000 536000 538000 1190000 1191000 1192000 1193000 1194000 1195000 1196000 1197000 MzResultView5 09/22/09 09:40:00, Time step 2000 of 7416 Current speed [m/s] Above 1.867 1.733 - 1.867 1.6 - 1.733 1.467 - 1.6 1.333 - 1.467 1.2 - 1.333 1.067 - 1.2 0.9333 - 1.067 0.8 - 0.9333 0.6667 - 0.8 0.5333 - 0.6667 0.4 - 0.5333 0.2667 - 0.4 0.1333 - 0.2667 0 - 0.1333 Below 0 Undefined Value 5 524000 526000 528000 530000 532000 534000 536000 538000 1190000 1191000 1192000 1193000 1194000 1195000 1196000 1197000 MzResultView8 01/01/02 00:00:00, Time step 0 of 0 Data1 [-] Above 2.5 0 - 2.5 -2.5 - 0 -5 - -2.5 -7.5 - -5 -10 - -7.5 -12.5 - -10 -15 - -12.5 -17.5 - -15 -20 - -17.5 -22.5 - -20 -25 - -22.5 -27.5 - -25 -30 - -27.5 -32.5 - -30 Below -32.5 Undefined Value 122 Theo số liệu thực đo (bảng 4.1), trong điều kiện không có tác động công trình, quá trình chuyển đổi tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng ở đoạn cù lao Long Khánh diễn ra trong 17 năm từ năm 1993 đến năm 2010, để tăng cho lạch Long Khánh 36% lƣu lƣợng, mỗi năm tăng hơn 2%. Để đƣa lòng dẫn đoạn phân lạch Long Khánh về trạng thái ổn định nhƣ năm 2003, lƣu lƣợng lạch Hồng Ngự chiếm50%, tức phải tăng lên 18% nữa. Với mức tăng lƣu lƣợng ban đầu là 9%, 9% lƣu lƣợng còn lại sẽ phải kéo dài 4,5 năm nữa sẽ đạt tới mục tiêu chỉnh trị. 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1. Luận án đã phân tích một cách có hệ thống các đặc trƣng của các đoạn phân lạch trên sông Cửu Long. Luận án đã phân loại các đoạn phân lạch, xác định các chỉ số đặc trƣng hình dạng của các loại đó (bảng 3.2), từ đó chỉ rõ 4 tính chất đặc thù của các đoạn sông phân lạch trên sông Cửu Long khác biệt so với các đoạn phân lạch trên các vùng miền khác. Với những phân tích sâu sắc, luận án nhận định rằng bãi giữa (cù lao) hình nêm ngƣợc tại các đoạn phân lạch trên SCL có nguồn gốc từ các delta triều cửa sông, là dấu vết để lại của các thời kỳ cửa sông lấn biển. 2.Từ các số liệu thực đo chi tiết, luận án đã xây dựng thành công các quan hệ giữa các yếu tố hình thái, thủy lực và tỷ lệ phân chia lƣu lƣợng cho các lạch, bao gồm các quan hệ : A A f 0 ; B B f 0 ; H H f 0 ; U U 0 . Dạng và phƣơng trình đƣờng cong đƣợc thể hiện trên hình 3.3, các công thức kinh nghiệm bao gồm (3.1), (3.2), (3.3) và (3.4). Từ các công thức này, luận văn đã phân tích và thu đƣợc quan hệ kinh nghiệm (3.5), (3.6) về độ nhạy của các yếu tố tác động, công thức kinh nghiệm (3.8) chỉ rõ rằng tổng chiều rộng của 2 lạch luôn luôn lớn hơn chiều rộng đoạn đơn lạch trƣớc điểm phân lƣu B0, nhƣng nhỏ hơn hoặc bằng 1,37 lần B0; công thức kinh nghiệm (3.9) chỉ rõ rằng tổng diện tích mặt cắt ngang các lạch luôn lớn hơn diện tích mặt cắt ngang ở đoạn đơn lạch trƣớc điểm phân lƣu A0, nhƣng luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1,134A0.Những công thức quan hệ trên là công thức kinh nghiệm, thu đƣợc trên cơ sở chỉnh lý, phân tích các số liệu thực đo vùng ĐBSCL, tất nhiên sẽ chỉ có phạm vi sử dụng trong vùng ĐBSCL, khi nghiên cứu các đoạn sông phân lạch ở vùng khác, cần kiểm định lại mức độ phù hợp. 124 3. Thông qua nghiên cứu trên mô hình vật lý, luận án đã thu đƣợc các bảng số liệu và xây dựng các đƣờng cong tƣơng ứng để đánh giá hiệu quả phân chia lại lƣu lƣợng giữa các lạch của các giải pháp công trình với các phƣơng án bố trí không gian khác nhau. Luận án đã nghiên cứu 5 loại giải pháp, với tổng cộng 26 cách bố trí không gian khác nhau. Qua kết quả nghiên cứu đã đi đến nhận định:  Sông Cửu Long mang tính chất của sông ảnh hƣởng triều, độ dốc dòng chảy bé, vì vậy độ nhạy của công trình rất hạn chế. Từ hiệu quả phân lƣu đầu tiên sau khi xây dựng công trình thì: - Các công trình hƣớng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,0% đến 5,8% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình. -Công trình đón dòng dòng có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 1,69% đến 4,6% lƣu lƣợng, tùy theo độ dài công trình. - Các công trình đập khóa ngầm có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc từ 2,64% đến 3,99% lƣu lƣợng, tùy theo vị trí và cao trình đỉnh công trình. - Giải pháp nạo vét ngƣỡng cạn đầu lạch (đến cao trình ngang với đỉnh đập khóa -8m) có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 10% đến 11% lƣu lƣợng. - Các giải pháp tổ hợp có thể điều chỉnh để chuyển đƣợc 12,49% đến 29,12% lƣu lƣợng. - Tùy theo yêu cầu của mục tiêu chỉnh trị, xác định mức độ điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu cụ thể, dựa vào các đƣờng cong hiệu quả trong các hình (3.4) đến (3.7) để nghiên cứu ứng dụng các giải pháp bố trí công trình tƣơng ứng. Cùng một loại giải pháp, có thể sử dụng nhiều cá thể, nhƣ 3-4 mỏ hàn để tạo nối tiếp tốt với đƣờng bờ, 2-3 đập khóa nếu lạch có chiều dài lớn, sao cho hiệu ứng dâng nƣớc lan truyền đến đầu lạch. - Những công trình hƣớng dòng, đón dòng, đập khóa... vận dụng riêng lẻ, hiệu quả kỹ thuật không lớn, nhƣng đó là hiệu quả ban đầu, theo thời gian, 125 do tăng lƣu lƣợng, lƣu tốc tăng lên, sức tải cát của dòng chảy sẽ tăng lên, gây xói lòng dẫn và hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân lƣu sẽ tăng lên theo thời gian. - Giải pháp nạo vét có hiệu quả ban đầu lớn nhất vì tác động trực tiếp vào yếu tố nhạy cảm nhất, là mặt cắt lòng dẫn lạch, nhƣng nếu chỉ có nạo vét, không có các công trình điều chỉnh kết cấu dòng chảy, thì khu vực nạo vét sẽ không duy trì đƣợc lâu, dễ bị bồi lấp trở lại và hiệu quả sẽ giảm dần. Luận án đề xuất các tổ hợp công trình bao gồm: Phía lạch cần giảm lƣu lƣợng bố trí công trình hƣớng dòng, đập khóa ngầm dâng nƣớc; đầu mũi bãi giữa bố trí tƣờng đón dòng; trong lạch cần tăng lƣu lƣợng nạo vét luồng mồi.Hiệu quả tổng hợp của các giải pháp công trình tổ hợp không phải là tổng cộng của các hiệu quả riêng lẻ, mà có sự tác động tƣơng hỗ làm tăng thêm hiệu quả cộng hƣởng.Tất nhiên, trong dự án thực tế còn phải bố trí bổ sung các giải pháp hỗ trợ nhƣ kè gia cố bờ, kè mõm cá...để chống sạt lở.  Do lấy điều kiện nghiên cứu là lòng dẫn và dòng chảy vùng ĐBSCL, các kết quả nghiên cứu trên có phạm vi ứng dụng phù hợp trong vùng ĐBSCL. 4. Luận án đã ứng dụng kết quả nghiên cứu về bố trí không gian công trình chỉnh trị sông phân lạch vào đoạn sông phân lạch từ Tân Châu đến Hồng Ngự trên sông Tiền. Kết quả mô phỏng cho thấy những kết quả nghiên cứu về độ nhạy của các loại giải pháp và hiệu quả bố trí không gian của các tổ hợp công trình là phù hợp với thực tế. KIẾN NGHỊ: 1. Những nghiên cứu về bản chất và nguồn gốc các cù lao trên sông Cửu Long cần đƣợc xem xét thêm từ các góc độ và phƣơng pháp phân tích địa vật lý. 2. Tiếp tục nghiên cứu các quan hệ hình thái và tỷ lệ phân lƣu cho các đoạn phân lạch trong vùng cửa sông có dòng chảy thuận nghịch. 126 3. Tiếp tục nghiên cứu dạng kết cấu công trình phù hợp với đặc điểm dòng sông sâu, rộng, nền đất yếu của sông Cửu Long. 127 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Đặng Thị Bích Ngọc, "Đề xuất một số giải pháp bảo vệ bờ sông, kênh, rạch vùng Bán đảo Cà Mau", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2005, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 227-234. 2. Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Phạm Thế Vinh, "Phân bố phù sa trên hệ thống sông rạch tỉnh Vĩnh Long vào mùa lũ 2004 tính toán bằng mô hình KOD-WQPS", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2005, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 235-243. 3. Lê Thanh Chƣơng, Trần Bá Hoằng, "Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Đầm Chim khu vực Tân Tiến bằng mô hình toán", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2009, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 412-421. 4. Trần Bá Hoằng, "Nghiên cứu đặc tính đoạn sông phân lạch trên hệ thống sông Cửu Long", Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2010, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr. 161-170. 5. Trần Bá Hoằng, "Một số công trình chỉnh trị sông có tính sáng tạo đạt hiệu quả ổn định lâu dài", Đặc san khoa học và công nghệ thủy lợi số 27, tháng 10-2010, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 37-41. 6. Trần Bá Hoằng, Nguyễn Duy Khang, "Tác động của tuyến đê biển Gò Công - Vũng Tàu lên chế độ thủy động lƣc các khu vƣc lân cận", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 12, tháng 12-2012, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 5-17. 7. Trần Tuấn Anh, Trần Bá Hoằng, Lê Mạnh Hùng, Nguyễn Duy Khang, "Kết quả ứng dụng mô hình SWAT trong tính toán xói bề mặt lƣu vực hạ lƣu sông Mekong", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 12, tháng 12-2012, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 25-32. 128 8. Trần Bá Hoằng, "Xây dựng quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố hình thái và tỷ lệ phân lƣu dòng chảy sông phân lạch vùng đồng bằng sông Cửu Long", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 14, tháng 05-2013, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, tr. 27-30. 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO A. TÀI LIỆU CỦA CÁC TÁC GIẢ VIỆT NAM [1].Trịnh Việt An (1999), Một số vấn đề mô hình hóa các hiện tượng thủy lực ở nút phân dòng sông phân nhánh.Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 1994-1999, Viện Khoa học Thủy lợi, tập 1, tr. 162-165. [2].Lê Ngọc Bích (2000), Quy luật hình thái sông phân lạch vùng triều ở Đồng bằngNam Bộ, Viện KHTL Miền Nam, tuyển tập kết quả khoa học công nghệ kỷ niệm 25 năm thành lập Viện (1987 - 2003), NXB Nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh. [3].LêNgọc Bích (2005), Đặc điểm hình thái sông phân lạch trên sông Đồng Nai. Một số vấn đề về động lực học và công trình sông biển. NXB. Nông Nghiệp. [4]. Phạm Đình (2004), Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và các giải pháp chỉnh trị đoạn sông Hồng qua Hà Nội, Luận án Tiến sĩ, Viện Khoa học Thuỷ lợi, Hà Nội. [5]. Nguyễn Đăng Giáp (2011), Một số kết quả thí nghiệm mô hình vật lý lựa chọn phương án bố trí không gian hợp lý của hệ thống công trình đảo chiều hoàn lưu, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, tháng 7-2011. [6]. Hà Quang Hải (2010),Tai biến xói lở bờ sông chuỗi cù lao Bình Chánh - Rùa- Phố ở hạ lưu sông Đồng Nai. Đại học QG, TPHCM. [7].Lƣơng Phƣơng Hậu (1992), Động lực học dòng sông - Trƣờng đại học Xây dựng, Hà nội. [8]. Lƣơng Phƣơng Hậu (1988), Xác định đối tượng tác động trong chỉnh trị sông. Tạp chí khoa học kỹ thuật Xây dựng số 7 - 12/1988. [9].Lƣơng Phƣơng Hậu (1995), Đường thủy nội địa - NXB. Xây dựng, Hà Nội. 130 [10].Lƣơng Phƣơng Hậu - Trần Đình Hợi (2004), Động lực hòng dòng sông và chỉnh trị sông. NXB. Xây dựng. [11]. Lƣơng Phƣơng Hậu - Trần Đình Hợi (2004)," Lý thuyết thí nghiệm mô hình công trình thủy" NXB. Xây dựng. [12]. Lƣơng Phƣơng Hậu (2010),Nghiên cứu các giải pháp khoa học - công nghệ cho hệ thống công trình chỉnh trị sông trên các đoạn trọng điểm vùng ĐBBB và ĐBNB. Báo cáo tổng kết đề tài KC08.14/06-10. [13]. Lƣơng Phƣơng Hậu, Nguyễn Thanh Hoàn, Nguyễn thị Hải Lý (2010),Chỉ dẫn kỹ thuật công trình chỉnh trị sông. NXB Xây Dựng, Hà Nội. [14]. Lƣơng Phƣơng Hậu - Lê Ngọc Bích (1993), Nghiên cứu hình thái sông cửu Long, Tạp chí Viện NCKH thủy lợi Nam Bộ [15]. Trần Bá Hoằng và cộng sự (2010),Kết quả nghiên cứu về các giải pháp bố trí không gian trong công trình chỉnh trị sông phân lạch. Báo cáo sản phẩm 9, đề tài KC08.14/06-10. [16].Lê Mạnh Hùng (2004), “ Nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn và đề xuất giải pháp phòng chống cho hệ thống sông ở ĐBSCL",Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài nhà nƣớc KC08-15.Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. [17]. Lê Mạnh Hùng và nnk, (2010), Điều tra đánh giá hiện trạng các cửa sông Tiền thuộc hệ thống sông Cửu Long và kiến nghị các giải pháp bảo vệ, khai thác, của Bộ Nông nghiệ ừ năm 2009-2010. [18]. Lê Mạnh Hùng và nnk, (2008-2011) Điều tra khảo sát sạt lở, bồi lắng trên kênh rạch ở ĐBSCL, Bộ Nông Nghiệp & PTNT. [19]. Lê Mạnh Hùng và nnk (2013) Nghiên cứu ảnh hƣởng hoạt động khai thác cát đến thay đổi lòng dẫn sông Cửu Long (sông Tiền, sông Hậu) và 131 đề xuất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác hợp lý, Đề tài độc lập cấp nhà nƣớc, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. [20]. Nguyễn Nghĩa Hùng ( 2012 ) "Nghiên cứu các giải pháp khoa học - công nghệ để điều chỉnh và ổn định các đoạn sông có cù lao đang diễn ra biến động lớn về hình thái trên sông Tiền, sông Hậu". Đề cƣơng đề tài KH-CN KC08. [21]. Phạm Thành Nam -Nguyễn Đình Lƣơng- Lƣơng Phƣơng Hậu (2011) " Thủy lực học công trình chỉnh trị sông". NXB Xây dựng, Hà Nội. [22].Nguyễn Ân Niên, Lê Ngọc Bích, Lƣơng Phƣơng Hậu (1997), Báo cáo kết quả Đề tài cấ : “Nghiên cứu dự báo biến hình lòng sông và các biện pháp công trình phòng chống xói lở bờ sông Cửu Long đoạn Tân Châu- Hồng Ngự” - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. [23]. Nguyễn Kiên Quyết (2011), “Phân tích, đánh giá hiệu quả một số cụm công trình mỏ hàn trên hệ thống sông vùng ĐBBB”, Tạp chí Biển & Bờ, Hội Cảng Đƣờng thủy và Thềm lục địa Việt Nam, số 7+8/2011, tr. 28- 38. [24].Đinh Công Sản (2007) “Một số vấn đề về động lực học dòng chảy và quan hệ hình thái sông Cửu Long”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. [25].Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ (1997), Mô hình toán diễn biến lòng sông và bờ biển, giáo trình khoa sau đại học Trƣờng ĐHTL, Hà Nội. [26]. Đỗ Tất Túc (2007), Thủy lực sông ngòi, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội. [27]. Trần Thanh Tùng, Trần Thục, Đỗ Tất Túc (1999), "Tính toán biến hình lòng dẫn hệ thống sông Hồng", Tuyển tập các công trình khoa học, Trƣờng ĐHTL, tr. 50-55 132 [28]. Vũ Tất Uyên (1981 1985), Nghiên cứu công trình bảo vệ bờ chống xói, Đề tài KH-CN cấp nhà nƣớc 06.05.01.01, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội. [29].Vũ Tất Uyên (1991), Công trình bảo vệ bờ sông, nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội. [30]. Vũ Tất Uyên (2001), Tổng hợp báo cáo khoa học về thủy động lực sông -Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội, 2001. B. TÀI LIỆU CỦA CÁC TÁC GIẢ NƢỚC NGOÀI [31]. Alessandra Crosato and May Samir Saleh (2011). Numerical Study on the effeects of Floodplain vegetation on river planform style. Earth surf. Process Landform 36. 711-720. [32]. A.R.Masjedi, H.Momeni (2007),Laboratory Analysis of the Effect of Different Groin Angles on Depth in river bend, Islamic Azad Universiry,Ahwaz,Iran. [33]. Chen Li, Ming Dong Fu (2001). ( Tiếng Trung Quốc) Hà lưu động lực học. Vũ Hán đại học xuất bản xã. [34].Fujita & Murameto (1988).Muliple bar and stream braiding. International conference on river regim. Edited by W.R. White Hydraulic Research Limited Wallingford. U.K.pp.289-300. [35]. Frings, R., and M.G. Kleinhans (2008), Complex variations in sediment transport at three large river bifurcations during discharge waves in the river Rhine, Sedimentology, 1–27, doi:10.1111/j.1365- 3091.2007.00940.x [36]. GRP, 2008. Guides line for river bank protection, Ministry of Water Resources, Republic of Bangladesh, 2008 [37]. Herve Piegay, Gordon Grant, Futoshi Nakamura and Noel Trustrum (2005). Braided river management. 133 [38].Jansen P. Ph, L van Bendegom, J van den Berg, M de Vries and A Zanen (1979), Principles of River Engineering, The non-tidal alluvial river, Pitman Publishing Limited. [39]. John fenton (2011)- River Engineering. Institute of Hydraulic and Water Resources Engineering Vienna University of Technology. [40]. Julien, Pierre Y Vensel, Chad W, 2005, Review of Sedimentation Issues on the Mississippi River, Colorado State University. [41]. KHR, 1990: Das Hochwasser 1988 im Rheingebiet, Berich Nr. 1-9 derInternationale Kommission für die Hydrologie des Rheingebietes [42]. Mosselman, 2004, Morphology of river bifurcations: theory, field measurements and modelling,Delft Hydraulics &Delft University of Technology, Delft, the Netherlands [43].Mangelsdorf J. and Scheurmann K. River Morphology, 1990. [44]. Murray & Paulo (1994). A cellular Model of braided river. Nature. 371. 54-57. [45].Opdam H.J (1994), River Engineering, Lecture note on river Engineering, IHE-Delft, The Netherlands. [46].PAN Qing-Shen, HU Xiang-Yang (2005),Bifurcated Channel Stretches Regulation in Middle and Lower Yangtze River. Journal of Yangtze River Scientific research insti. vol.22. [47].Przedwojski B., Blazejewski R., and Pilarczyk K.W. (1995), River training techniques, fundamentals, design and applications, A.A Balkema/ Rotterdam / Brookfield. [48]. Richadson W.R. and C.R.Thorn (2001). Multiple thread flow and Channel birfucation ina braided river. Brahmaputra -Jamuna River (Bangladesh). Geomorphology 38. 185-196. 134 [49]. Rodolfo Repetto (2000). Unit processes in braided river. Doctoral Thesis. University of L'Aquila. Italy. [50]. Shawne Wheelock (2005). New Perspectives on Braided Rivers [51]. Slingerland, R., and N. D. Smith (1998), Necessary conditions for a meandering-river avulsion, Geology, 26, 435– 438 [52]. Sloff, C. J., M. Bernabe, and T. Baur (2003), On the stability of the Pannerdense Kop river bifurcation, Proc. 3rd IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics: Proceedings RCEM 2003, Barcelona, Spain. [53]. Xie Jian Heng (1997). (tiếng Trung Quốc) Hà sàng diễn biến cập chỉnh trị. Trung Quốc Thủy lợi Thủy điện xuất bản xã. [54].XU, j. (1996). Wandering braided river channel pattern developed under quasi- equilibrium: un example from the Hanjiang River, China. Journal of Hydrology. 189. 85- 103. [55].Vries M. de (1977), Morphological Computations, Technische Hogeschool Delft. [56]. Walter Bertoldi (2005). River Birfucations (Doctoral Thesis). Universita Degli Studi Trento, Italia. [57]. Wang et al. (1995). Stability of river bifurcation in ID morphodynamics models J. Hydraul. Res.vol.33 n.6. pp 739-750. [58].Yalin M.S. (1992), River Mechanics. Pergamon Press. Oxford. [59]. Zanichelli, G., E. Caroni, and V. Fiorotto (2004), River bifurcation analysis by physical and numerical modeling, J. Hydraul. Eng.-ASCE, 130, 237–242 [60]. Zanoni, A Gurnell, N Drake (2008) Changes in sediment supply and transport are also a critical control on braidedriver complexity and dynamics. Wiley Online Library (eg Graf, 2000; Piégay et al., 2006). 135 [61].Zolezzi, G., Bertoldi, W. and Tubino, M. (2009) Morphological Analysis and Prediction of River Bifurcations, in Braided Rivers: Process, Deposits, Ecology and Management (eds G. H. Sambrook Smith, J. L. Best, C. S. Bristow and G. E. Petts), Blackwell Publishing Ltd., Oxford, UK. doi: 10.1002/9781444304374.ch [62]. Zuo Liqin, Lu Yongjun (2011). Study on interaction among branches of the bifurcated channel downstream of Yangtze River. Hohai University Press.