Nghiên cứu, đề xuất giải pháp bảo vệ, chống xói lở bờ khu vực hạ du thủy điện hòa bình

cứu đề xuất xử lý sạt lở, ổn định bờ hệ thống sông Hồng, sông Đà vùng hạ lưu sauđập thủy điện Hòa Bình bảo đảm an toàn dân cư và các công trình cơ sở hạ tầngcông văn số 4807/VPCP-NN ngày

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG ĐÊ, KÈ CÁC SÔNG VÙNG HẠ DU THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH 5

CHƯƠNG 3 Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước: 5

CHƯƠNG 4 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài: 5

CHƯƠNG 5 Nghiên cứu ở trong nước: 7

CHƯƠNG 6 Tổng quan những giải pháp công trình phòng, chống sạt lở bờ đã và đang sử dụng: 8

CHƯƠNG 7 Giải pháp kè mỏ hàn: 9

CHƯƠNG 11 Giải pháp kè lát mái: 10

CHƯƠNG 16 Giải pháp kè mềm: 12

CHƯƠNG 19 Giải pháp kè dạng tường đứng: 13

CHƯƠNG 20 Kết hợp giữa kè mái nghiêng và kè tường đứng: 14

CHƯƠNG 22 Các công nghệ và vật liệu mới: 14

CHƯƠNG 23 Đặc điểm tự nhiên khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình: 17

CHƯƠNG 24 Đặc điểm địa hình: 17

CHƯƠNG 25 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng: 18

CHƯƠNG 26 Khí hậu: 20

CHƯƠNG 27 Đặc điểm hệ thống sông khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình: 22

1.4.1 Hệ thống sông: 22

1.4.2 Đặc điểm thuỷ văn - thuỷ lực: 23

CHƯƠNG 30 Hiện trạng hệ thống đê điều: 30

CHƯƠNG 31 Hiện trạng về giao thông thủy: 32

1.7 Kết luận chương 1: 33

CHƯƠNG 32 THỰC TRẠNG DIỄN BIẾN SẠT LỞ VÀ HIỆN TRẠNG CÁC

CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ - XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN 34

CHƯƠNG 33 Diễn biến lòng dẫn: 34

CHƯƠNG 34 Diễn biến trên sông Hồng: 34

CHƯƠNG 39 Diễn biến trên sông Lô: 36

CHƯƠNG 41 Diễn biến sạt lở khu vực nghiên cứu: 37

CHƯƠNG 42 Sông Hồng: 38

CHƯƠNG 44 Sông Đà: 38

CHƯƠNG 46 Sông Thao: 39

CHƯƠNG 48 Sông Lô: 40

CHƯƠNG 51 Hiện trạng các giải pháp công trình bảo vệ bờ trong khu vực nghiên cứu: 42

CHƯƠNG 52 Sông Hồng: 42

CHƯƠNG 61 Sông Đà: 47

CHƯƠNG 65 Sông Thao: 49

CHƯƠNG 69 Sông Lô: 52

CHƯƠNG 72 Các nguyên nhân gây sạt lở bờ khu vực nghiên cứu: 53

CHƯƠNG 73 Nguyên nhân khách quan: 53

CHƯƠNG 74 Nguyên nhân chủ quan: 54

CHƯƠNG 75 Kết luận chương 2: 55

Tính toán CHO MỘT PHẠM VI CHỈNH TRỊ CỤ THỂ 57

CHƯƠNG 77 Mô tả hiện trạng: 57

CHƯƠNG 78 Hiện trạng phạm vi khu vực nghiên cứu tính toán: 57

CHƯƠNG 83 Đặc điểm thủy văn, bùn cát: 59

CHƯƠNG 84 Vận tốc dòng chảy: 60

CHƯƠNG 85 Địa chất công trình: 60

CHƯƠNG 86 Phân tích lựa chọn tuyến chỉnh trị và giải pháp công trình phù hợp: 62

CHƯƠNG 87 Đoạn 1 tương ứng từ mặt cắt N1 (đầu cầu Trắng) đến mặt cắt

N11 dài 200m: 62

CHƯƠNG 88 Đoạn 2 tương ứng từ mặt cắt N124 (cảng Hòa Bình) đến mặt cắt C236+10m (tiếp giáp tuyến kè Dân Hạ - Hợp Thành) dài khoảng 6.500m: 62

CHƯƠNG 90 Tính toán các thông số công trình tuyến chỉnh trị: 64

CHƯƠNG 91 Tính toán lưu lượng tạo lòng, mực nước thi công: 64

CHƯƠNG 92 Tính toán kết cấu và ổn định: 68

CHƯƠNG 93 Thiết kế phương án chọn: 72

CHƯƠNG 94 Đoạn 1 tương ứng từ mặt cắt N1 (đầu cầu Trắng) đến mặt cắt N11 dài 200m: 72

CHƯƠNG 95 Đoạn 2 tương ứng từ mặt cắt N124 (sau cảng Hòa Bình) đến mặt cắt C236+10m (tiếp giáp tuyến kè Dân Hạ - Hợp Thành) dài khoảng 6.500m 73

CHƯƠNG 97 Kết luận chương 3: 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 8 Hệ thống mỏ hàn 9

CHƯƠNG 9 Kè mỏ hàn 10

CHƯƠNG 10 Mỏ hàn cọc 10

CHƯƠNG 12 Cấu tạo kè lát mái 11

CHƯƠNG 13 Kè lát mái 11

CHƯƠNG 14 Kè hộ chân lát mái 12

CHƯƠNG 15 Đá lát khan 12

CHƯƠNG 17 Cụm cây gây bồi 13

CHƯƠNG 18 Mỏ hàn cọc 13

CHƯƠNG 21 Kè tường đứng kết hợp mái nghiêng 14

CHƯƠNG 28 Quan hệ (H~t) trạm Sơn Tây 26

CHƯƠNG 29 Quan hệ (H~t) trạm Hà Nội 27

1.4.3 Dòng chảy bùn cát: 28

CHƯƠNG 35 Vùng xói lở - bồi tụ trên đoạn hợp lưu giai đoạn 1965 - 1987 (nguồn trích dẫn: [6]) 34

CHƯƠNG 36 Vùng xói lở - bồi tụ trên đoạn hợp lưu giai đoạn 1987 - 1993 (nguồn trích dẫn: [6]) 35

CHƯƠNG 37 Vùng xói lở - bồi tụ trên đoạn hợp lưu giai đoạn 1993 - 2001 (nguồn trích dẫn: [6]) 35

CHƯƠNG 38 Hiện tượng sạt lở bờ sông khu vực Trung Hà năm 2010 (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Vĩnh Phúc) 36

CHƯƠNG 40 Kè Trung Hà - Thanh Điềm K19 - K35 (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Vĩnh Phúc) 37

CHƯƠNG 43 Sạt lở tả Hồng địa phận xã Vĩnh Ninh - Vĩnh Phúc (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Vĩnh Phúc) 38

CHƯƠNG 45 Sạt lở Hữu Đà xã Tòng Bạt - Ba Vì - Hà Nội (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Hà Nội) 39

CHƯƠNG 47 Sạt lở bờ tả Thao đoạn ngã 3 Thao - Đà (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Phú Thọ) 40

CHƯƠNG 49 Sạt lở bờ sông tại thôn Hưng Thịnh tháng 8/2010 (nguồn trích

dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Phú Thọ) 41

CHƯƠNG 50 Sạt lở bờ sông tại thôn Hưng Thịnh tháng 8/2010 (nguồn trích dẫn: Chi cục Quản lý đê điều và phòng chống lụt bão Phú Thọ) 41

CHƯƠNG 53 Hiện trạng và vị trí các tuyến kè đoạn từ Đan Phượng đến Sơn Tây - Sông Hồng (nguồn trích dẫn: [6]) 42

CHƯƠNG 54 Hiện trạng và vị trí các tuyến kè đoạn từ ngã 3 Thao Đà đến ngã 3 Lô Hồng - Sông Hồng (nguồn trích dẫn: [6]) 42

CHƯƠNG 56 Kè Chu Minh 45

CHƯƠNG 57 Kè Hồng Hà 46

CHƯƠNG 58 Kè Cổ Đô 46

CHƯƠNG 60 Kè Đại Định - Cam Giá 47

CHƯƠNG 62 Hiện trạng và vị trí các tuyến kè đoạn từ Đoan Hạ đến ngã 3 Thao Đà - Sông Đà 48

CHƯƠNG 63 Kè Khê Thượng 48

CHƯƠNG 64 Kè Thái Bạt 49

CHƯƠNG 66 Hiện trạng và vị trí các tuyến kè đoạn từ Phú Thọ đến ngã 3 Thao Đà - Sông Thao 50

CHƯƠNG 68 Kè Thanh Miếu 52

CHƯƠNG 70 Hiện trạng và vị trí các tuyến kè đoạn từ Hải Lựu đến Cao Phong - Sông Lô 52

CHƯƠNG 71 Kè Cao Phong 53

CHƯƠNG 79 Hiện trạng xói lở bờ 58

CHƯƠNG 80 Hiện tượng lấn chiếm bờ sông 58

CHƯƠNG 81 Bãi vật liệu nhà máy giấy 59

CHƯƠNG 82 Bãi trữ cát 59

CHƯƠNG 89 Bản đồ tuyến khu vực xác định tính toán chỉnh trị 64 CHƯƠNG 96 Mặt cắt ngang thiết kế giải pháp kè bảo vệ bờ đoạn chỉnh trị .74

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Phân bố lũy tích diện tích theo vùng Đồng bằng sông Hồng 18

Bảng 1.2: Lượng mưa ngày lớn nhất thực đo trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 21

Bảng 1.3: Đặc trưng đỉnh lũ lớn nhất, trung bình và nhỏ nhất năm hệ thống sông Hồng 24

Bảng 1.4: Đặc trưng các trận lũ trên sông Hồng 24

Bảng 1.5: Mực nước trung bình ngày lớn nhất, nhỏ nhất các trạm trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 25

Bảng 1.6: Kết quả tính độ đục bình quân năm và sai số quân phương tương đối tại các trạm thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình 28

Bảng 1.7: Kết quả tính độ đục bình quân năm và sai số quân phương tương đối tại các trạm thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình 28

Bảng 1.8: Lưu lượng bùn cát lơ lửng và sai số quân phương tương đối tại các trạm thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình 29

Bảng 1.9: Lưu lượng bùn cát lơ lửng và sai số quân phương tương đối tại các trạm thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình 29

Bảng 1.10: Tỷ lệ đóng góp dòng chảy bùn cát lơ lửng hàng năm của 3 nhánh Đà, Thao, Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình 29

CHƯƠNG 55 Tổng hợ.p các kè bờ hữu sông Hồng 45

CHƯƠNG 59 Tổng hợp các kè bờ tả sông Hồng địa phận Hà Nội 47

CHƯƠNG 67 Hiện trạng kè đê tả Thao 51

Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất như sau 61

Bảng 3.2 Chuỗi số lượng lưu lượng trung bình 65

Bảng 3.3 So sánh lưu lượng trung bình qua các thời kỳ tính toán 65

Bảng 3.4 Mực nước TB tháng mùa kiệt trạm Hoà Bình từ năm 1986-2007 H (cm) 66

Bảng 3.5 Lựa chọn cao trình thiết kế đỉnh cơ kè 68

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Sạt lở bờ sông là một hiện tượng tự nhiên đã và đang diễn ra ở trên tất cả cáccon sông trên phạm vi cả nước, từ ở vùng thượng nguồn cho tới vùng đồng bằng,cửa sông ven biển, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh mạng, tài sản của nhân dân và Nhànước, các công trình đê điều, phòng chống lụt, bão và ảnh hưởng tiêu cực đến pháttriển dân sinh - kinh tế - xã hội, Để phòng ngừa, đối phó, hạn chế thiệt hại do sạt

lở cần phải có kế hoạch lâu dài và giải pháp phù hợp với điều kiện về kinh tế và sựtiến bộ của khoa học kỹ thuật

Cùng với sự biến đổi khí hậu toàn cầu, sự tàn phá thiên nhiên, các hoạt độngkhông hợp lý của con người đã và đang làm cho diễn biến sạt lở ngày càng trở nênphức tạp, gia tăng cả về số lượng, quy mô, mức độ, thiệt hại về tính mạng, tài sảnngày càng lớn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển bền vững, đặc biệt là sạt lở

bờ sông ở các khu đô thị, các khu dân cư đông đúc, đã trở thành một dạng thiên taikhốc liệt và khó lường Vì vậy, nghiên cứu diễn biến lòng sông và đề xuất các côngtrình bảo vệ bờ là một nhiệm vụ cấp thiết

Công trình hồ thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động đã phần nào hạn chếđược nguy cơ lũ lụt Nhưng cũng đã làm thay đổi mạnh mẽ chế độ dòng chảy ở hạdu; cùng với sự phát triển của các hoạt động dân sinh trên bãi sông, lòng sông, đãlàm gia tăng diễn biến sạt lở cả về số lượng cũng như mức độ nguy hiểm Sạt lở chủyếu xảy ra tại các điểm chưa có công trình bảo vệ bờ và tại một số công trình đượcđầu tư xây dựng từ trước khi có hồ thủy điện Hòa Bình

Luật Đê điều ra đời, quy định việc sử dụng bãi sông một cách hợp lý, hài hòagiữa mục tiêu phòng chống lũ với mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội là nhu cầu tấtyếu Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/9/2007phê duyệt quy hoạch Phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình làm

cơ sở cho các địa phương lập quy hoạch phòng chống lũ chi tiết, quy hoạch đê điềutừng tuyến sông và các quy hoạch khác có liên quan

Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo các Bộ, Ngành và các địa phương nghiên

cứu đề xuất xử lý sạt lở, ổn định bờ hệ thống sông Hồng, sông Đà vùng hạ lưu sauđập thủy điện Hòa Bình bảo đảm an toàn dân cư và các công trình cơ sở hạ tầng(công văn số 4807/VPCP-NN ngày 28/8/2007 của Văn phòng Chính phủ).

Để có một giải pháp tổng thể, hài hòa nhằm ổn định bờ và lòng dẫn để đảmbảo an toàn hệ thống đê điều, các khu dân cư hiện có trên bãi sông và sử dụng hợp

lý bãi sông, lòng sông cho mục tiêu phát triển, việc nghiên cứu, đề xuất giải phápbảo vệ, chống xói lở bờ khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình là cần thiết và cấp bách

2 Mục tiêu của đề tài luận văn:

a Tổng quan nghiên cứu thực trạng về sự bất ổn định của lòng dẫn các sông khuvực hạ du thủy điện Hòa Bình và đánh giá nguyên nhân sạt lở bờ sông

b Đề xuất giải pháp đồng bộ với hệ thống công trình hiện có, phù hợp để ổn địnhđoạn sông nghiên cứu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Các sông khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình phạm vi có đê được phân cấp từcấp III trở lên thuộc địa bàn bốn tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ, Vĩnh Phúc và Hà Nội (địaphận Hà Tây cũ), bao gồm:

- Sông Đà từ sau đập thủy điện Hòa Bình đến ngã ba Thao - Đà;

- Sông Thao từ ngã ba Thao - Đà ngược lên hết địa phận thị xã Phú Thọ(tương ứng khoảng K60+000 đê tả Thao);

- Sông Lô từ ngã ba Lô - Hồng ngược lên đến địa phận huyện Đoan Hùng,tỉnh Phú Thọ;

- Sông Hồng từ ngã ba Thao - Hồng đến hết địa phận huyện Đan Phượng, thànhphố Hà Nội (hết địa phận tỉnh Hà Tây cũ, tương ứng khoảng K47+000 đê hữu Hồng)

Phạm vi nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu:

Đề tài luận văn nghiên cứu liên quan đến vấn đề xói lở bờ sông khu vực hạ

du thủy điện Hòa Bình với sự thay đổi về không gian, địa hình, địa chất, khí hậu,khí tượng - thủy văn dòng chảy là rất phức tạp, do đó cần có phương pháp tiếp cậnthực tiễn, hệ thống, toàn diện và tổng hợp, bao gồm:

- Phương pháp thống kê, phân tích

- Phương pháp khảo sát tại thực địa, trao đổi chuyên gia

nghiên cứu.

- Đề xuất các giải pháp công trình bảo bờ

b Ý nghĩa của đề tài luận văn:

- Ý nghĩa thực tiễn: đề xuất giải pháp chống sạt lở phù hợp để cùng với cáccông trình hiện có ổn định lòng dẫn và bờ sông khu vực, đảm bảo an toàn hệ thống

đê điều và dân sinh hiện có trên bờ sông, làm tăng khả năng thoát lũ, tạo thuận lợicho tuyến giao thông đường thủy huyết mạch đồng bằng Bắc Bộ, các công trình lấynước của hệ thống thủy lợi

- Ý nghĩa khoa học: sự phát triển về khoa học công nghệ về động lực họcdòng sông và chỉnh trị sông cho ta những cơ sở khoa học để phân tích, đánh giá cáccông trình chỉnh trị, bảo vệ bờ Trong đó, các quy luật về dòng chảy, vận chuyểnbùn cát diễn biến lòng dẫn, quan hệ hình thái có tính chất quan trọng hàng đầu Bêncạnh đó những tiến bộ về phương pháp tính toán, lý thuyết về chỉnh trị, của khoahọc công nghệ về vật liệu, cùng với sự tích lũy ngày càng nhiều chuỗi số liệu quantrắc, kết quả nghiên cứu của các đề tài nghiên cứu khoa học, cho ta những cái nhìntổng quát, đánh giá vấn đề rõ ràng, cụ thể hơn cả về định tính và định lượng

6 Bố cục của luận văn:

Xuất phát từ ý nghĩa khoa học và thực tiễn, phương pháp nghiên cứu đề tài,luận văn có cấu trúc như sau:

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG ĐÊ, KÈ

CÁC SÔNG VÙNG HẠ DU THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

CHƯƠNG 3 Tổng quan nghiên cứu trong

và ngoài nước:

Khu vực nghiên cứu là nơi hợp lưu của 03 con sông lớn với chế độ thủy văn,thủy lực phức tạp Trước khi hồ chứa nước thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động,sạt lở bờ sông, diễn biến lòng dẫn tại khu vực vẫn thường xuyên xảy ra theo quyluật tự nhiên và đã có nhiều công trình bảo vệ bờ được xây dựng như hệ thống mỏhàn Cô Đô, kè Đại Định,

Sau khi nhà máy thủy điện Hòa Bình đi vào hoạt động, lòng dẫn có xu thế bịxói sâu, dòng chảy bị ảnh hưởng mạnh của việc điều tiết dẫn đến gia tăng sạt lở bờsông, ảnh hưởng an toàn hệ thống đê, dân sinh hiện có trên bãi sông, ảnh hưởng đếngiao thông thủy và hoạt động của hệ thống công trình thủy lợi trong khu vực Đã cónhiều công trình chống xói lở, bảo vệ bờ với các giải pháp khác nhau được thựchiện và đã thu được kết quả không nhỏ Tuy nhiên, chỉ mang tính chắp vá, xử lýtình huống khi sạt lở có nguy cơ làm mất an toàn đê điều, ảnh hưởng dân cư

Để chủ động trong công tác phòng, chống sạt lở, tạo lòng dẫn ổn định vềhình thái, thuận lợi cho thoát lũ, phát triển bền vững kinh tế xã hội trong khu vực,nhiều vấn đề khoa học về lĩnh vực chỉnh trị sông, giải pháp công trình bảo vệ bờcần được tiếp tục nghiên cứu

CHƯƠNG 4 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài:

Những nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học Liên xô trong các nămtrước đây đã đóng góp rất nhiều cho lĩnh vực phòng, chống xói hạ du công trìnhthuỷ điện Antunin (1955-:-1957) đã tổng kết tình hình xói phổ biến ở hạ du rấtnhiều đập ở Liên Xô cũ trong đó có vùng Trung Á và đưa ra công thức kinh nghiệmtính toán xói hạ du rất có giá trị Lê Vi (1957-1963) đã xây dựng mô hình tính xóiphổ biến theo phương pháp trạng thái ổn định tới hạn làm cơ sở cho các mô hìnhtính sau này Các nhà khoa học khác như: Gontrarov, Jamazin, Kuzmin,

Karausev, đã có những đóng ghóp đáng kể cho lĩnh vực xói hạ du công trình thuỷđiện Đặc biệt trong thập kỷ 80 của thế kỷ trước, Vecler và Donnebe đã khảo sátnghiên cứu thực địa hạ du rất nhiều đập thuỷ điện lớn của Liên Xô và đưa ra các kếtluận rất chi tiết cho từng giai đoạn xói hạ du Đây là một tổng hợp rất có giá trị vềmặt có giá trị khoa học và thực tiễn quản lý vận hành công trình thuỷ điện.

Các học giả phương Tây cũng nghiên cứu rất nhiều về xói lở hạ du: Simons,Anbecson (Mỹ), De vries, Leo vanjin (Hà Lan), Garde, Sinh (Ấn Độ) đã đưa ra cácphương pháp tính xói phổ biến khác nhau trong điều kiện khác nhau của các sôngtrên thế giới Trong lĩnh vực xói hạ du phải kể tới đóng ghóp của các nhà khoa họcTrung Quốc như: Tiền Ninh, Đâu Quốc Nhân, Lý Bảo Chấn Khi xây dựng đậpTam Hiệp, đập lớn nhất thế giới, các nhà khoa học Trung Quốc đã đưa ra phươngpháp tính xói hạ du rất chi tiết và đầy đủ và đã xác định xói phổ biến ở hạ du củađập Tam Hiệp kéo dài tới 500km và ảnh hưởng trên một vùng rộng lớn

Vấn đề biến đổi lòng dẫn ở hạ du mặc dù đã được nghiên cứu tương đốinhiều song vẫn còn là bức xúc lớn hiện nay khi xây dựng các hồ chứa lớn Mỗivùng, mỗi khu vực, mỗi con sông có đặc thù khác nhau vì thế ngoài tính chất chungcủa xói phổ biến mỗi con sông lại có đặc điểm riêng của xói hạ du cần được nghiêncứu thấu đáo Các nhà khoa học về động lực sông vẫn khuyến cáo rằng phải tiếp tụcnghiên cứu ảnh hưởng của hồ chứa tới vùng hạ du sâu sắc hơn nữa và cần đặt nótrong mối quan hệ bền vững về môi trường và cân bằng sinh thái tự nhiên

Kinh nghiệm thế giới về chỉnh trị sông và chống sạt lở bờ trong những nămqua có những tiến bộ không ngừng trên quan điểm kết hợp hài hòa giữa giải phápkết cấu cứng và giải pháp mềm, giữa công trình và phi công trình để đạt được mụctiêu tạo dòng sông ổn định về hình thái, lòng dẫn và đường bờ Các giải pháp nàyphải kết hợp chặt chẽ với quản lý khai thác lòng dẫn, bờ và bãi sông Tuy nhiên, cácthành tựu khoa học kể trên phù hợp với thế mạnh của các nước có nền kinh tế pháttriển, đủ tiềm lực kinh tế để đầu tư đồng bộ và có nền khoa học công nghệ phát triển

để thi công được những công trình phức tạp Nên để phù hợp với điều kiện nước tahiện nay, việc tiếp thu và học tập kinh nghiệm cũng như các thành quả khoa học, kỹ

thuật từ các nước phát triển còn phải có chọn lọc.

CHƯƠNG 5 Nghiên cứu ở trong nước:

Nước ta cũng có những cơ quan chuyên nghiên cứu về chỉnh trị sông và côngtrình bảo vệ bờ với đội ngũ chuyên gia có trình độ, năng lực và giàu kinh nghiệmnhư Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Trường Đại học Thủy lợi, Viện Quy hoạchThủy lợi, và cũng đã có nhiều nghiên cứu về chỉnh trị sông được thực hiện và đạtđược những kết quả đáng khích lệ

Từ sau ngày hoà bình lập lại ở miền Bắc (1954) chúng ta đã xây dựng rấtnhiều hồ chứa vừa và nhỏ, song nghiên cứu thực sự về biến đổi lòng dẫn hạ du doảnh hưởng của hồ chứa chỉ mới bắt đầu khi xây dựng thuỷ điện Hoà Bình Từ năm

1978 Viện Khoa học Thuỷ lợi là đơn vị được Bộ Khoa học và Công nghệ cùng BộThuỷ lợi (cũ) giao chương trình nghiên cứu và dự báo biến đổi lòng dẫn hạ du khi

hồ Hoà Bình vận hành (Chương trình KC06 05) do GS Vũ Tất Uyên làm chủnhiệm Đây là nghiên cứu bài bản đầu tiên ở Việt Nam về biến đổi lòng dẫn hạ duthuỷ điện, nghiên cứu đưa ra một số đánh giá và dự báo về độ hạ thấp lòng sông, hạthấp mực nước, đặc biệt là xói phổ biến lan truyền và ảnh hưởng của điều tiết hồHoà Bình đối với vùng ngã ba Thao Đà Đây là những đánh giá, kết luận và dự báorất đúng đắn và là cơ sở cho các hoạch định phòng chống lũ, phòng chống sạt lởtrên sông Đà nói riêng, vùng ngã ba Thao Đà và cả vùng đồng bằng sông Hồng nóichung

Một số các nghiên cứu chuyên đề riêng biệt của TS Lưu Công Đào, PGS LêNgọc Bích, PGS.TS Hoàng Hữu Văn cũng có một số đóng ghóp đáng kể cho lĩnhvực xói hạ du Tiếp theo, vào các năm 90 cũng có một số đề tài độc lập trongchương trình KC12 nghiên cứu sâu hơn về ổn định lòng dẫn và đê điều vùng hạ du

do ảnh hưởng của hồ Hoà Bình

Khi thuỷ điện Hoà Bình vận hành nghành Thuỷ lợi đã tổ chức nghiên cứukhảo sát đo đạc theo dõi diễn biến lòng dẫn trong một thời gian dài từ năm 1993 tới

2000 vùng hạ du từ đập Hoà Bình tới ngã ba Thao Đà và Hà Nội thông qua dự ánĐiều tra cơ bản do Trung tâm Nghiên cứu Động lực Sông - Viện Khoa học Thuỷ lợi

thực hiện và đã thu thập được một số tài liệu vô cùng quý giá Đó như là mô hìnhthực tế (1:1) cho các nghiên cứu về lĩnh vực xói hạ du Trong thời gian này cácnghiên cứu của GS Nguyễn Văn Cư (Viện Địa lý) cũng có những đóng ghóp đáng

kể về xói hạ du

Một số nghiên cứu điển hình liên quan đến khu vực luận văn nghiên cứugồm:

- Nghiên cứu lan truyền xói sâu lòng dẫn sau thủy điện Hòa Bình - GS.TS

Vũ Tất Uyên - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

- Đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nước KC 08-11

- Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa Hòa Bình - Thác Bà

- Tuyên Quang: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

- Nghiên cứu đánh giá các tai biến địa chất và ảnh hưởng của chúng ven sôngHồng thuộc các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội - Phạm Tích Xuân - Viện Khoahọc và Công nghệ Việt Nam

- Các quy hoạch phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình doViện Quy hoạch Thủy lợi, Khoa học Thủy lợi, Đại học Thủy lợi, Khí thượng thủyvăn thực hiện từ năm 2000 đến năm 2003

Vì vậy đề tài luận văn là cấp thiết, đáp ứng với mong mỏi của thực tế Trước hết

nó tổng hợp, đánh giá hiện trạng, diễn biến tình hình sạt lở, đề xuất giải pháp công trìnhphù hợp thực tế nước ta, cùng với các công trình hiện có tạo lòng dẫn sông ổn định,giúp cho các nhà quản lý hoạch định được các công tác cần thiết cho đảm bảo an toàn

hệ thống đê điều, phòng, chống lũ, sạt lở bờ ảnh hưởng tới phát triển kinh tế xã hội củakhu vực

CHƯƠNG 6 Tổng quan những giải pháp công trình phòng, chống sạt lở bờ đã và đang sử dụng:

Kè là một trong những giải pháp công trình hiệu quả trong việc chỉnh trịdòng chảy Kè có nhiều loại khác nhau, có thể phân loại theo vật liệu hoặc theonhiệm vụ Do vậy, để đảm bảo ổn định dòng chảy và bảo vệ bờ hiệu quả không thểkhông kể đến các công trình kè

Trên các đoạn sông nghiên cứu có nhiều kè lát mái hộ bờ Một số khu vực bờsông và kè đang có diễn biến sạt lở Nguyên nhân do diễn biến phức tạp của dòngchảy, trên sông xuất hiện nhiều bãi bồi lớn gây thu hẹp dòng chảy, dòng chủ lưu ápsát kè và bãi sông, xói chân gây sạt lở

Do vậy, những đoạn kè có nguy cơ bị sạt lở cần được sớm đầu tư, nâng cấp,những đoạn sông đang bị xói lở cần phải được kè bảo vệ

- Ở những đoạn sông đã xác định tuyến chỉnh trị

- Mỗi hệ thống mỏ hàn phải có từ 02 mỏ trở lên

- Không gây ảnh hưởng xấu tới lợi ích của giao thông thủy và các ngành kinh

- Kết cấu mỏ

Việc xây dựng hệ thống mỏ hàn đòi hỏi kinh phí đầu tư rất lớn và tập trung,thiết kế phải tính toán kỹ và cần có thí nghiệm mô hình nếu không sẽ khó phát huyhiệu quả, thi công phức tạp, làm ảnh hưởng tới bờ đối diện, các công trình kháctrong khu vực như cống lấy nước, trạm bơm, luồng giao thông thủy,…

CHƯƠNG 9 Kè mỏ hàn

CHƯƠNG 10 Mỏ hàn cọc

CHƯƠNG 11 Giải pháp kè lát mái:

1.2.2.1 Khái niệm: Là tạo lớp gia cố trực tiếp lên mái bờ sông nhằm chốngxói lở do tác động của dòng chảy và sóng

CHƯƠNG 12 Cấu tạo kè lát mái

CHƯƠNG 13 Kè lát mái

1.2.2.2 Điều kiện áp dụng: Mọi khu vực bờ sông cần bảo vệ nhưng không cóyêu cầu điều chỉnh tuyến bờ, dòng chảy

1.2.2.3 Tính toán thiết kế kè lát mái: Cần xác định các thông số sau:

- Vị trí, phạm vi và quy mô: Phải xác định bằng tính toán thủy lực và ổn địnhhoặc theo kết quả thí nghiệm mô hình kết hợp với quan trắc thực địa

- Cao trình đỉnh chân kè: Được lấy cao hơn mực nước kiệt 95% với độ caogia tăng là 0,5m

- Đáy chân kè: Khi tốc độ dòng chảy nhỏ hơn 2m/s, đường lạch sâu xa bờ,kéo dài chân kè đến chỗ mái bờ có hệ số mái dốc từ 3 - 4 Khi dòng chảy thúc thẳngvào tuyến kè, lạch sâu sát bờ, kéo chân kè tới lạch sâu

- Kết cấu chân kè: Thường làm bằng các loại vật liệu như đá hộc, rồng đá, rọ

đá, thảm đá, để tiện việc thi công trong nước

- Mái kè: Hệ số mái xác định theo kết quả tính toán ổn định

Việc xây dựng kè lát mái đơn giản hơn hệ thống mỏ hàn, kinh phí thấp hơn,

ít ảnh hưởng tới thoát lũ, giao thông thủy nên xu thế hiện nay thường sử dụng giảipháp này Tuy nhiên nó ít có tác dụng cải thiện đường bờ, diện tích chiếm đất lớn

CHƯƠNG 14 Kè hộ chân lát mái

CHƯƠNG 15 Đá lát khan

CHƯƠNG 16 Giải pháp kè mềm:

- Khái niệm: Là loại kè không kín nước (còn gọi là kè xuyên thông) nhằmlàm giảm tốc độ dòng chảy, gây bồi lắng Thường sử dụng hai loại là bãi cây chìm(Hình 1.8) hoặc mỏ hàn cọc (Hình 1.9)

CHƯƠNG 17 Cụm cây gây bồi

Phªn ch¾n Cäc vµ dÇm ngang

CHƯƠNG 19 Giải pháp kè dạng tường đứng:

Tường khối (liền khối): Bằng bê tông, đá hộc hoặc gạch xây, sự ổn định củatường chủ yếu nhờ trọng lượng bản thân Kích thước mặt cắt tường được xác định từđiều kiện ổn định về lật với giả thiết hình thành khe thông suốt tại mặt cắt tính toán

Tường bản góc (liền khối): Bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép, sự ổn địnhcủa tường chủ yếu nhờ trọng lượng khối đất đè lên bản đáy và trọng lượng bản thântường Kích thước mặt cắt tường được xác định từ điều kiện độ bền chống nứt tạinhững vùng chịu kéo

Tường bản góc có chống (liền khối): Bằng bê tông cốt thép, làm việc nhưtường bản góc Bản chống có tác dụng làm tăng độ cứng và tính ổn định

Tường ngăn kiểu tổ ong (Lắp ghép): Bằng bê tông cốt thép, sự ổn định củatường chủ yếu nhờ trọng lượng đất, cát đổ trong các ngăn Các bản đứng lắp ghéplàm tăng thêm độ cứng của tường

Tường mái nghiêng (liền khối): Bằng BTCT, đá hộc hoặc gạch xây Tính ổnđịnh chống lật lớn do giảm được áp lực đất tác dụng lên lưng tường

Tường bản góc có chống (lắp ghép hoặc liền khối lắp ghép): Bằng BTCT, cótác dụng tiết kiệm cốt thép, tốc độ thi công nhanh.

CHƯƠNG 20 Kết hợp giữa kè mái nghiêng và kè tường đứng:

Tận dụng ưu điểm của 02 loại hình kè mái nghiêng và tường đứng để ápdụng cho khu vực đông dân cư, sát đê, khó khăn trong việc giải phóng mặt bằng, cảitạo cảnh quan

CHƯƠNG 21 Kè tường đứng kết hợp mái nghiêng

CHƯƠNG 22 Các công nghệ và vật liệu mới:

1.2.6.1 Một số công nghệ tiên tiến bảo vệ bờ trên thế giới:

- Bảo vệ bờ bằng bê tông asphalt: Hỗn hợp asphalt được sử dụng vì những lý

Bê tông asphalt được sử dụng như một lớp chống thấm ở đê và ở bờ sôngtrên mực nước cao trung bình và là vật liệu kết dính trong kết cấu lớp bảo vệ mái

đê, kè, kênh, hồ chứa nước Hỗn hợp này sẽ được phụt lên lớp bảo vệ mái sau khi

lắp đặt nhằm tăng liên kết giữa các vật liệu rời rạc, tăng khả năng chống thấm củamái đê.

- Công nghệ Stabiplage:

Stabiplage tiếng Pháp có nghĩa là ổn định bờ Đây là công nghệ do Cornic người Pháp, sáng chế và đưa và sử dụng từ năm 1998, công nghệ này đãđăng ký bản quyền và được bảo hộ tại Cộng hòa Pháp Từ đó đến nay, nhiều nướctrên thế giới như Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, đã ứng dụng chống xói lở bờsông, bờ biển đạt hiệu quả cao Bản chất công nghệ này là chống xói lở, bờ sông, bờbiển không dùng kè cứng thích ứng với nhiều tầng nền, trong nhiều loại môi trường

Jean-Stabiplage gồm các con lươn có vỏ bọc ngoài sử dụng vỏ bọc tổng hợpGeocmposite (vải địa tầng kỹ thuật) có 2 lớp, lớp ngoài là lưới polyestes sáng, lớpbọc bên trong là polyproplyene kiểu không dệt Đặc tính cơ bản của Geocmposite là

có độ bền kéo 400kN/m và độ thấm 0.041m/s Chiều dài trung bình của Stabiplage từ50-80m, có mặt cắt gần giống elip chu vi khoảng 6.5-10m Kích thước của Stabiplagecũng như loại vật liệu được lựa chọn thích ứng từng khu vực của công trình

- Công nghệ hệ thống NeowebTM:

Hệ thống bảo vệ bờ kênh sườn dốc bằng tấm đục lỗ Neoweb ngăn ô, gia cố

và giữ đất đá chèn lấp và bề mặt, kiểm soát các dịch chuyển sụt trượt dốc do thủyđộng lực và trọng lực do tập đoàn Toàn cầu PRS-Isarel phát triển, sản xuất vàthương mại hóa

Hệ thống đục lỗ làm cho bê tông chèn lấp có thể chảy qua các ô, tăng độ masát giữa bê tông và các vách ngăn, tạo ra hệ thống bảo vệ sườn dốc và bờ kênh bằng

bê tông rất tốt

Về mặt kinh tế: Giảm chi phí đầu tư ban đầu do có thể tận dụng vật liệu địaphương; Giảm chi phí do tốc độ thi công nhanh, đảm bảo đúng tiến độ; Giảm chiphí bảo dưỡng và nâng cấp sau này

Về mặt thi công: Kỹ thuật thi công đơn giản, tốc độ thi công nhanh; Khôngđòi hỏi nhiều thiết bị máy móc phức tạp; có thể thi công được trong điều kiện ngậpnước

Về mặt môi trường: Hệ thống tấm đục lỗ NeowebTM thân thiện với môi

trường, tạo cảnh quan với các thảm cỏ xanh trên hệ thống NeowebTM sau khi chènlấp bằng đất trồng; chịu được tác động của điều kiện môi trường, xâm thực cảnnước mặn.

Qua thực tế lắp đặt tại một số khu vực, đây là công nghệ mới áp dụng tốt chobảo vệ các bờ đê, sườn dốc, kè chắn bờ biển, bờ giữ đất, mặt đập, đập tràn và hệthống bảo vệ trụ chống và bờ kênh

1.2.6.2 Một số công nghệ truyền thống đã áp dụng trong bảo vệ bờ và mái

đê ở nước ta:

- Bảo vệ bờ bằng đá lát khan:

Hình thức này sử dụng hầu hết ở các tỉnh Loại này có ưu điểm tận dụng vậtliệu địa phương để thi công và sửa chữa dễ dàng Do bề mặt gồ ghề, độ nhám lớnnên giảm chiều cao sóng leo, giảm đáng kể vận tốc dòng rút và áp lực đẩy nổi cókhả năng thích ứng cao khi bị lún Tuy nhiên, do liên kết giữa các viên vật liệukhông cao, nên chủ yếu áp dụng với những nơi có điều kiện sóng, gió và vận tốcdòng chảy trung bình

- Bảo vệ bờ bằng đá xây, đá chít mạch:

Ưu điểm là liên kết các viên đá lại với nhau (tận dụng được đá nhỏ) thànhtấm lớn đủ trọng lượng để ổn định Các khe hở giữa các hòn đá được bịt kín chốngđược xói ảnh hưởng trực tiếp xuống nền

Tuy nhiên, nếu mái lún không đều làm cho tấm lớn đá xây, đá chít mạch lún theovết nứt gãy theo mạch vữa, dòng chảy sóng có vận tốc lớn trực tiếp xuống nền, dòngthấm tập trung thoát ra gây mất nền tạo thành hang hốc gây lún sập kè nhanh chóng

- Bảo vệ bờ bằng bê tông tấm lớn:

Thường có kích thước 0,1x2x4 m trọng lượng 1920 kg có lỗ thoát nước giảm

áp lực đẩy nổi

Hện nay loại này ít dùng vì phải đổ tại chỗ, vì bị xâm thực bởi nước mặn và

vì do liên khối phủ kín bề mặt gây áp lực đẩy nổi lớn và nền lún dễ đứt gãy

- Thảm vỏ thép lõi đá: đây là công nghệ đã áp dụng thành công tại công trình

kè chống sạt lở 2 bờ sông Đà ngay sau đập thủy điện Hòa Bình Bản chất công nghệ

là liên kết các rọ đá tạo thành thảm trải kín bờ, lòng sông khu vực sạt lở.

- Thảm bê tông tự chèn P.Đ.TAC-M:

Thảm bê tông tự chèn P.Đ.TAC-M là một công nghệ mới trong lĩnh vực xâydựng công trình bảo vệ bờ, có khả năng biến dạng theo nền nên khá bền vững

+ Ưu điểm:

Thảm che kín mặt công trình cần bảo vệ: tạo thành lớp vỏ bọc che kín nền,làm phản xạ, chuyển hướng, giảm tốc độ, áp lực của dòng chảy tác động trực tiếpvào nền là tác nhân trực tiếp làm xói lở bờ

Thảm kín liên tục hết chiều dài mặt cắt và kéo ra đáy sông 5-10m để chốngxói chân, có tác dụng níu kéo, neo giữ, liên kết chặt chẽ đồng bộ với kết cấu nềnliên tục, tạo nên hình thái kết cấu tổng thể gần như nhau trên toàn bộ mặt cắt vàbiến dạng đồng bộ với nền

Lớp vải địa kỹ thuật được trải ngay dưới thảm bê tông

CHƯƠNG 23 Đặc điểm tự nhiên khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình:

CHƯƠNG 24 Đặc điểm địa hình:

Địa hình khu vực nghiên cứu nằm trong tổng thể địa hình hệ thống sông Hồng

- sông Thái Bình với tính đa dạng cao, bao gồm: Núi, đồi và đồng bằng, có xu thếthấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam

Vùng thượng lưu: Có nhiều dãy núi cao chạy theo hướng Tây Bắc - Đông

Nam hoặc Bắc - Nam phân cách giữa các lưu vực như: Dãy Vô Lương và Ai Lao cóđỉnh cao trên 3000 m, ngăn cách lưu vực sông Đà với sông Mê Kông, dãy HoàngLiên Sơn có đỉnh Phan Xi Păng cao 3142 m ngăn cách giữa sông Thao với sông Đà,các dãy Ngân Sơn, Tam Đảo có đỉnh cao từ 1000 – 2000 m ngăn cách giữa sôngThái Bình với sông Lô

Vùng Trung du: Đặc trưng bởi địa hình đồi núi bát úp, độ cao từ dưới 50

- 100m

Vùng đồng bằng: Từ Việt Trì đến Ba Lạt, diện tích vùng đồng bằng có

cao độ mặt đất từ 0,4m đến 9,0 m, phân bố diện tích như bảng 1.1:

Bảng 1.1: Phân bố lũy tích diện tích theo vùng Đồng bằng sông Hồng

CHƯƠNG 25 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng:

Đồng bằng sông Hồng, từ góc độ địa chất là đơn vị kiến tạo, một trũng dạngđịa hào, một bồn tích tụ trầm tích Kainozoi Phân bố đất đá có tuổi từ Proterozoiđến hiện đại, bao gồm các thành tạo biến chất, mắc ma và trầm tích Các thành tạobiến chất thuộc loại hệ sông Hồng có tuổi Proterozoi (PR, sh), phân bố dưới dạngnúi sót ở đông nam thị xã Sơn Tây, ở huyện Bình Lục (Hà Nam), ở núi Gôi, huyện

Ý Yên (Nam Định) Các thành tạo biến chất phân bố ở huyện Chí Linh (Hải ương) với một diện tích nhỏ thuộc hệ tầng Tấn Mài có tuổi Ocdovie - silua (D-Stm)

D-Các thành tạo trầm tích lục nguyên - các bon nát phân bố với một diện tíchnhỏ thuộc hệ tầng Xuân Sơn có tuổi Silua - Devon (S2 - D1 xs)

Đất đá cát kết dạng quaczit thuộc hệ tầng Dưỡng Động, tuổi Devon sớm - giữa(D1-2 dđ), phân bố chủ yếu ở Tràng Kênh, Niệm Sơn, Dưỡng Động thuộc Hải Phòng

Đất đá hệ tầng Đồ Sơn, tuổi Devon sớm (D1đs) phân bố ở Đồ Sơn, ChòiMông, Ba Dì, Bến Tàu thuộc Hải Phòng Đất đá chủ yếu cát kết màu xám vàng Đávôi dạng trứng cá kết tinh lộ ra ở bắc Thủy Nguyên (Hải Phòng) thuộc hệ tầng LỗSơn, có tuổi Devon giữa (D2ls)

Hệ tầng Cát Bà có tuổi cacbon sớm (c, cb) với thành phần trầm tích khá đồngnhất gồm đá vôi phân lớp mỏng đến dày, màu đen Phân bố chủ yếu ở đảo Cát Bà,

bắc Thủy Nguyên và tây núi Voi (Kiến An).

Đá vôi màu xám sáng phân bố ở bắc và tây bắc Gia Luận, Phù Long, bắc núiBụt, gềnh Vẩn, thuộc hệ tầng lưỡng kỳ (Dovjicov.A.E-1965) hoặc hệ tầng QuangHanh có tuổi cacbon-Pecmi (C-Plk)

Đá Porphyrit bajan đôi nơi gặp dãn kết, cuội, kết vôi lộ ra ở tây nam huyện

Ba Vì (Hà Tây) thuộc hệ tầng Cẩm Thuỷ, tuổi Pacmi muộn (P2ct)

Đá phiến sét, bột kết tinh với các thấu kính đá vôi, phân bố ở Ba Vì (HàTây), Kim Bảng (Hà Nam), Nho Quan (Ninh Bình) thuộc hệ tầng Cò Nòi (T1cn)

Đá vôi xám sẫm phân lớp mỏng, đá vôi xám sáng dạng khối phân bố ở khu ditích Chùa Hương (Hà Tây), Kim Bảng (Hà Nam), Nho Quan, Gia Viễn, Hoa Lư,Yên Mô (Ninh Bình) thuộc hệ tầng Đồng Giao có tuổi Trias giữa (T2đg)

Đất đá có tuổi Trias giữa phân bố ở Chí Linh, Kinh Môn (Hải Dương), SócSơn (Hà Nội) thuộc hệ tầng Nà Khuất (T2nk) Tại Chí Linh (Hải Dương) có mộtdiện tích nhỏ phân bố ryolit, cát kết tuf xen đá phiến sét đợc giả định xếp vào hệtầng Sông Hiến có tuổi Trias giữa (T2sh)

Đá sạn kết, cát kết, hàng chục vỉa than, đá phân bố ở Chí Linh (Hải Dương)thuộc hệ tầng Hòn Gai, có tuổi Triat muộn (T3hg) Trong khi đó đá cát kết dạngquanzit, bột kết màu đỏ cũng phân bố với một diện tích nhỏ ở Chí Linh (HảiDương) lại thuộc hệ tầng Mẫu Sơn (T3ms)

Đá sét vôi, bột kết chứa các thấu kính đá vôi phân bố ở Ba Vì (Hà Tây) thuộc

hệ tầng Nậm Thẳm, tuổi Trias giữa - muộn (T2-3nt) Đá cát kết tủa, phun trào, sétvôi phân bố ven rìa tây, tây nam vùng đồng bằng thuộc hệ tầng Mường Trại tuổiTrias giữa - muộn

Đá cát kết, bột kết, cuội kết phân bố thành một dải theo hướng tây bắc đôngnam ở khu vực Trung Hà - Suối Hai (Hà Tây) thuộc hệ tầng Nà Dương có tuổiNeogen (N nd)

Các thành tạo mắc ma phân bố chủ yếu ở dãy núi Ba Vì (Hà Tây) thuộc phía

hệ tầng Ba Vì có tuổi Paleozoi muộn (d 1bv)

Như vậy, đất đá có tuổi trước Đệ Tứ phân bố chủ yếu ven rìa Đồng bằng

sông Hồng Các thành tạo trầm tích bở rời có tuổi Đệ tứ phủ khắp Đồng bằng sôngHồng Vùng ven rìa gặp các thành tạo hạt thô như cuội, sạn thuộc hệ tầng Hà Nội,

có tuổi pleistocen giữa muộn (aQII - III) nguồn gốc trầm tích sông Vùng Sóc Sơn,Đông Anh (Hà Nội), Chí Linh (Hải Dương), Gia Viễn (Ninh Bình) gặp các thànhtạo cát, bột, sét có màu vàng loang lổ, có tuổi pleistocen muộn, nguồn gốc sônghoặc biển (aQIII, mQIII) Những thành tạo Pleistocen phân bố vùng ven rìa, còn đại

bộ phận diện tích Đồng bằng sông Hồng phủ các thành tạo trầm tích có tuổiHolocen sớm - giữa hoặc Holocen giữa - muộn (QIV1-2 và QIV 2-3)

Vùng Đồng bằng sông Hồng với sự có mặt của hệ thống đứt gãy sâu tái hoạtđộng trong Kainozoi và quá trình địa động lực hiện đại đã để lại hoặc còn tiếp diễncác quá trình hình thành khe nứt hiện đại Các quá trình ngoại sinh cũng gây ranhững tai biến như xói lở bờ sông, bờ biển, hiện tượng đất lún,

Vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng hình thành do phù sa của hệ thốngsông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp Đất trong hệ thống sông được phát triển trêncác loại đá mẹ khác nhau, gồm những loại đất chính như sau:

- Đất mùn trên núi cao;

- Độ ẩm:

Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm bằng khoảng 80 - 85%nhưng biến động lớn theo mùa, tương đối cao trong mùa mưa và thấp trong mùakhô

- Gió bão:

Tốc độ gió trung bình năm biến đổi trong phạm vi rộng từ dưới 1m/s ở cácthung lũng, sườn núi khuất gió đến 3 - 4m/s ở đồng bằng ven biển và trên 4m/s ởcác vùng núi cao như Hoàng Liên Sơn Tốc độ gió mạnh nhất thường do bão gâynên, nhiều nơi đã quan trắc được tốc độ gió trên 40m/s

- Mưa

Mùa mưa trên lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình thường bắt đầu từ tháng

V và kết thúc vào tháng X Song cũng có những năm mùa mưa bắt đầu sớm hơnhoặc kết thúc muộn hơn từ 15 đến 30 ngày

Lượng mưa năm trên lưu vực trung bình là 1.500 mm nhưng phân bố khôngđều, phần thuộc Trung Quốc ít mưa, đạt 750-1.036mm, phần ở Việt Nam, lượngmưa trung bình lưu vực (đến Sơn Tây) đạt 1.925mm Các trung tâm mưa lớn nhất làBắc Quang 4.765mm, Mường Tè 2.800mm, Hoàng Liên Sơn 3.000mm

Cường độ mưa trên lưu vực sông Hồng, sông Thái Bình nói chung là lớn,lượng mưa ngày lớn nhất vượt quá 500 mm đã xảy ra ở nhiều nơi như bảng 1.2

Bảng 1.2: Lượng mưa ngày lớn nhất thực đo trên hệ thống

sông Hồng - sông Thái Bình

TT Tên trạm Tỉnh Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) Thời gian xảy ra

TT Tên trạm Tỉnh Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) Thời gian xảy ra

CHƯƠNG 27 Đặc điểm hệ thống sông khu vực hạ du thủy điện Hòa Bình:

1.4.1 Hệ thống sông:

Đây là 2 trong 9 hệ thống sông lớn có diện tích lưu vực lớn hơn 10.000 km2 ở nước

ta, do ba sông Thao, Đà và Lô hợp thành Diện tích lưu vực sông tính đến Sơn Tây

Ở hạ lưu, sông Hồng có các phân lưu: Đáy, Đuống, Luộc, Trà Lý, Đào, Ninh

Cơ Trong đó, sông Đuống (dài 64 km), sông Luộc (dài 72 km) chuyển nước từsông Hồng sang sông Thái Bình; sông Trà Lý (dài 64 km), phân lưu tả ngạn sông

Hồng đổ ra biển, sông Đào Nam Định (dài 31,5 km) đưa nước sông Hồng sang sôngĐáy, sông Ninh Cơ (dài 51,8 km) chảy ra biển.

1.4.2 Đặc điểm thuỷ văn - thuỷ lực:

Lũ hạ du sông Hồng được hình thành từ lũ của 3 sông Đà, sông Thao và sôngLô; trong đó tổng lượng lũ sông Đà chiếm tỷ lệ từ 37% đến 69%, lũ sông Lô chiếm

từ 17% đến 41,5% và lũ sông Thao chiếm từ 13% đến 30% Lũ lớn thường xuấthiện vào trung tuần tháng VIII hàng năm

Tổ hợp lũ các sông Đà, Lô, Thao tạo ra đỉnh lũ ở hạ lưu sông Hồng rất phức

tạp Theo số liệu thống kê từ năm 1902 đến nay, tần suất tổ hợp lũ các sông nhánhgặp lũ sông Hồng như sau: Tần suất lũ sông Đà gặp lũ sông Hồng là 68%; lũ sôngThao gặp lũ sông Hồng 44%; lũ sông Lô gặp lũ sông Hồng 47%; lũ sông Đà, sông

Lô gặp lũ sông Hồng 34%; lũ sông Đà, sông Thao gặp lũ sông Hồng 25%; lũ sông

Lô, sông Thao gặp lũ sông Hồng 23%; lũ 3 sông Đà, Thao, Lô gặp lũ sông Hồng13% Đến nay chưa xảy ra trường hợp lũ cực lớn của 3 sông Đà, Thao, Lô gặpnhau, và cũng chưa xảy ra tổ hợp lũ cực lớn của sông Đà với lũ cực lớn của sông Lôhay sông Thao Đặc trưng thống kê của một số trận lũ lớn như bảng 1.3, 1.4

Bảng 1.3: Đặc trưng đỉnh lũ lớn nhất, trung bình và nhỏ nhất năm

Bảng 1.4: Đặc trưng các trận lũ trên sông Hồng

Trận lũ Qmax S Tây Ngày W8ng Hmax Hà Nội

Số liệu trận lũ 1945 và 1971 là con số hoàn nguyên.

Qua phân tích quá trình dòng chảy bằng số liệu mực nước và lưu lượng thực

đo của các trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, Hưng Yên, Thượng Cát thời kỳ trước

và sau khi có hồ Hoà Bình tham gia điều tiết (từ năm 1957 đến năm 1989 và từ năm

1989 đến năm 1999) có thể rút ra một số nhận xét sau :

- Trước khi có hồ Hoà Bình:

+ Đỉnh lũ thường xuất hiện vào trung tuần tháng 8, lưu lượng lớn nhất củathời kỳ này Qmax = 25.500 m3/s xuất hiện vào VIII/1971 và mực nước lớn nhất tạitrạm Hà Nội là +14,80m (VIII/1971)

+ Mùa kiệt trên thường bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng IV nămsau Lưu lượng dòng chảy và mực nước trung bình tháng nhỏ nhất là tháng III vớilưu lượng 761 m3/s và mực nước +2,62m tại trạm Hà Nội Mực nước trung bìnhtháng thấp nhất đo được là tháng IV/1956: +1,86m

- Sau khi có hồ Hoà Bình:

+ Mùa lũ: Do có hồ Hoà Bình điều tiết, đỉnh lũ thường xuất hiện vào trung

tuần tháng 7, theo số liệu quan trắc của trạm thủy văn Hà Nội lưu lượng và mựcnước trung bình tháng lớn nhất của thời kỳ này là 6.851 m3/s và +7,84m Lưu lượng

và mực nước lớn nhất Qmax = 14.800 m3/s xuất hiện vào 20/VIII/1996 và +10,60mxuất hiện vào tháng VII/1990

+ Mùa kiệt: Lưu lượng và mực nước trung bình tháng nhỏ nhất của thời kỳnày Qmin = 994 m3/s và +2,97m xuất hiện vào tháng II Mực nước thấp nhất đo đượctại trạm Hà Nội vào tháng II/1999 là +2.32m

Như vậy, mặc dù đã có hồ Hoà Bình điều tiết, vẫn có sự chênh lệch rất lớngiữa dòng chảy mùa lũ và dòng chảy mùa kiệt, khi hồ Hoà Bình cắt lũ gây tác độngmạnh đến dòng chảy hạ du Mực nước hạ thấp với biên độ lớn và trong thời gianngắn, đặc biệt là mực nước sông Đà đoạn ngay sau thuỷ điện Hoà Bình

Bảng 1.5: Mực nước trung bình ngày lớn nhất, nhỏ nhất các trạm trên

hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

Độ dốc của dòng chảy sông Hồng ít bị ảnh hưởng bởi lưu lượng dòng chảy,

về mùa kiệt độ dốc của sông dao động từ 3 - 6 cm/km, mùa lũ độ dốc tăng lênkhoảng 10 cm/km

Biến thiên mực nước trung bình ngày theo thời gian từ 1957 đến 1999 tại cáctrạm Sơn Tây, Hà Nội thể hiện bằng biểu đồ hình …, …

CHƯƠNG 28 Quan hệ (H~t) trạm Sơn Tây

CHƯƠNG 29 Quan hệ (H~t) trạm Hà Nội

1.4.3 Dòng chảy bùn cát:

1.4.3.1 Độ đục nước sông:

Từ năm 1988, khi hồ Hòa Bình bắt đầu tích nước để chạy tổ máy số 1, dòngchảy bùn cát ở hạ lưu đập đã thực sự bắt đầu có những thay đổi rõ rệt Bởi vậy,chuỗi số liệu độ đục nước sông bình quân năm từ năm 1956 đến năm 2009 sẽ khôngđồng nhất Bởi vậy, chuẩn độ đục nước sông không thể được tính với toàn bộ chuỗi

số mà phải chia làm 2 thời kỳ: trước và sau khi có hồ Hòa Bình (từ 1987 trở vềtrước và từ 1988 trở về sau) [2] [4] [7] [11]

Bảng 1.6: Kết quả tính độ đục bình quân năm và sai số quân phương tương đối

tại các trạm thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình

SHB THB

ρρ

Bảng 1.7: Kết quả tính độ đục bình quân năm và sai số quân phương tương đối

tại các trạm thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình 1.4.3.2 Lưu lượng bùn cát lơ lửng:Lưu lượng bùn cát lơ lửng (Qs) là lượngbùn cát lơ lửng chảy qua mặt cắt ngang sông trong một đơn vị thời gian, được tínhbằng tích số giữa lưu lượng nước và độ đục nước sông Vì vậy, dù hồ Hòa Bình hầunhư không ảnh hưởng đến giá trị dòng chảy bình quân năm nhưng do ảnh hưởngđến độ đục bình quân năm nên cũng ảnh hưởng đến Qs Bởi vậy, cũng như chuỗi sốliệu độ đục, chuỗi số liệu lưu lượng bùn cát lơ lửng cũng không đồng nhất và việctính toán Qstb vẫn phải tách làm hai thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình [2] [4][7] [11]

Bảng 1.8: Lưu lượng bùn cát lơ lửng và sai số quân phương tương đối tại

các trạm thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình

SSHB STHB

QQ

Bảng 1.9: Lưu lượng bùn cát lơ lửng và sai số quân phương tương đối tại

các trạm thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình

Bảng 1.10: Tỷ lệ đóng góp dòng chảy bùn cát lơ lửng hàng năm của 3 nhánh

Đà, Thao, Lô vào sông Hồng thời kỳ trước và sau khi có hồ Hòa Bình

Từ các số liệu trên ta rút ra một số nhận xét sau:

* Trong thời kỳ trước khi có hồ Hòa Bình:

- Chuẩn độ đục của nước sông Thao là lớn nhất (928 g/m3 tại trạm Yên Bái),tiếp đến độ đục nước sông Đà (507 g/m3 tại trạm Hòa Bình) và nhỏ nhất là độ đụcnước sông Lô (chỉ 155 g/m3 tại trạm Vụ Quang), độ đục nước sông Hồng tại SơnTây 634 g/m3

- Chuẩn lưu lượng bùn cát lơ lửng của sông Đà là lớn nhất (1.761 kg/s tạiHòa Bình), tiếp đến là sông Thao (1.157 kg/s tại Yên Bái) và nhỏ nhất là sông Lô(chỉ 272 kg/s tại Vụ Quang) Bởi vậy, tỷ lệ gia nhập lưu lượng bùn cát hàng năm

vào sông Hồng của sông Đà là lớn nhất (55,2%), tiếp đến sông Thao (36,3 %) vànhỏ nhất là sông Lô (8,5%) Lưu lượng bùn cát lơ lửng sông Hồng tại Sơn Tây đạt3.633kg/s.

* Trong thời kỳ sau khi có hồ Hòa Bình:

- Độ đục trung bình hàng năm của nước sông Đà tại trạm Hòa Bình chỉ còn

80 g/m3 (giảm 6,34 lần), ảnh hưởng giảm lan truyền đến tận các trạm Sơn Tây và

Hà Nội trên sông Hồng nhưng có xu thế yếu dần (tại Sơn Tây là 371 g/m3, giảm 1,7lần; tại Hà Nội là 426 g/m3, giảm 1,3 lần) Ngược lại, độ đục của nước sông Lô vàsông Thao lại tăng mạnh do suy giảm thảm thực vật bề mặt lưu vực, tại trạm YênBái lên tới 1.385g/m3 (tăng 1,49 lần) và tại Vụ Quang lên tới 208g/m3 (tăng 1,34lần) Sự giảm độ đục nước sông Đà và sự tăng độ đục nước sông Thao và Lô đã làmthay đổi tương quan độ đục giữa ba sông Đà, Thao và Lô

- Lưu lượng bùn cát lơ lửng trên sông Đà tại trạm Hòa Bình giảm mạnh (tớihơn 8 lần), lan truyền đến tận các trạm Sơn Tây và Hà Nội trên sông Hồng nhưng

có xu thế yếu dần (tại Sơn Tây: giảm 1,9 lần; tại Hà Nội: giảm 1,6 lần) Ngược lại,lưu lượng bùn cát lơ lửng trên sông Thao và sông Lô lại tăng mạnh (tại Yên Bái vàtại Vụ Quang đều tăng xấp xỉ 1,35 lần) Sự giảm lưu lượng bùn cát lơ lửng trênsông Đà và sự tăng lưu lượng bùn cát lơ lửng trên sông Thao và sông Lô đã làmthay đổi tỷ lệ đóng góp lưu lượng bùn cát hàng năm của ba sông Đà, Thao, Lô vàosông Hồng: của sông Đà trở thành nhỏ nhất (chỉ còn 10%, giảm 45%), của sôngThao là lớn nhất (lên tới 73%, tăng 37%) và của sông Lô lên vị trí thứ hai (đạt 17%,tăng 8%)

CHƯƠNG 30 Hiện trạng hệ thống đê điều:

* Tỉnh Hòa Bình:

Toàn tỉnh có trên 43km đê các cấp thuộc các huyện Lương Sơn, Kỳ Sơn, YênThủy và thành phố Hòa Bình, trong đó: tuyến đê cấp III gồm đê Đà Giang và đêQuỳnh Lâm với tổng chiều dài 6,927km tạo thành một vành đai khép kín bảo vệthành phố Hòa Bình bên bờ hữu sông Đà là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa củatỉnh, 2 tuyến đê này nằm phía hạ lưu đập thủy điện Hòa Bình, nên được Uỷ ban

nhân dân tỉnh xác định là các tuyến đê trọng điểm cần ưu tiên trong công tác hộ đêhàng năm; các tuyến đê dưới cấp III với tổng chiều dài 36,2km do địa phương trựctiếp quản lý thuộc các huyện Kỳ Sơn, Lương Sơn, Yên Thủy Hiện các tuyến đê đã

cơ bản đảm bảo cao trình chống được lũ thiết kế

* Tỉnh Phú Thọ:

Trên địa bàn tỉnh Phú Thọ bao gồm các hệ thống sông ngòi: sông Thao, sông

Lô, sông Đà và các sông, ngòi lớn nhỏ khác, mật độ sông suối là 2,0km/km2 Hệthống đê điều hiện có: 509,9km đê các loại (21 tuyến đê sông, đê ngòi từ cấp I đếncấp V, tổng chiều dài 421,5km; 23 tuyến đê bao ngăn lũ nội đồng, tổng chiều dài54,8km và 11 tuyến đê bối, tổng chiều dài 33,6km) Có 80 tuyến kè (hộ chân, látmái) với tổng chiều dài 93,529km và 01 hệ thống kè mỏ hàn Lê Tính (11 mỏ)

Theo báo cáo đánh giá hiện trạng công trình đê điều tỉnh Phú Thọ trước mùa

lũ 2014 các tuyến đê cấp I, II, III đảm bảo cao trình chống lũ ở mức nước thiết kếtheo Quy hoạch phòng chống lũ Tuy nhiên, khi mực nước sông trên mức báo độngIII luôn tiềm ẩn các sự cố có thể xảy ra cần được phát hiện, xử lý kịp thời như: thẩmlậu, đùn sủi, sạt, trượt mái đê

* Tỉnh Vĩnh Phúc:

Gồm 04 tuyến đê sông chính (tả Hồng, tả Lô, tả Phó Đáy, hữu Phó Đáy); 02tuyến đê nội đồng (đê sông Phan - Sáu Vó; đê sông Cà Lồ) và 01 tuyến đê bối sôngHồng Tổng chiều dài các tuyến là: 152,2km (trong đó có 91km đê từ cấp I đến cấpIII; 32,13km đê cấp IV; 29,5km bờ bao sông nội đồng) Đây là hệ thống đê rất quantrọng bảo vệ an toàn tính mạng, tài sản của Nhà nước và nhân dân trong tỉnh cũngnhư một phần khu vực thuộc các tỉnh Bắc Ninh, thành phố Hà Nội

Theo báo cáo đánh giá hiện trạng công trình đê điều tỉnh Vĩnh Phúc trước mùa

lũ 2014 các tuyến đê cấp I, II, III đảm bảo cao trình chống lũ ở mức nước thiết kế

* Thành phố Hà Nội:

Có tổng số 626,563km đê được phân cấp Trong đó: 37,709km đê hữu Hồng

là đê cấp đặc biệt; 249,628km đê cấp I (hữu Hồng, tả Hồng, hữu Đuống, tả Đuống,

tả Đáy, Vân Cốc); 45,004km đê cấp II (hữu Đà, tả Đáy, La Thạch, Ngọc Tảo);

72,165km đê cấp III (hữu Cầu, tả Cà Lồ, hữu Cà Lồ, hữu Đáy, Quang Lãng, LiênTrung, Tiên Tân); 160,016km đê cấp IV (hữu Đáy, tả Tích, tả Bùi, hữu Bùi, Mỹ Hà,Khánh Minh, Vòng Ấm, Đô Tân, đê bao hồ Quan Sơn - Tuy Lai - Vĩnh An);62,041km đê cấp V (gồm các tuyến đê bao, đê bối và đê chuyên dùng) Ngoài racòn có 41 tuyến đê bao, đê bối và đê chuyên dùng với tổng chiều dài 132,84kmchưa được phân cấp.

Theo báo cáo đánh giá hiện trạng công trình đê điều thành phố Hà Nội trướcmùa lũ 2014 các tuyến đê cấp I, II, III đảm bảo cao trình chống lũ ở mức nước thiết kế

CHƯƠNG 31 Hiện trạng về giao thông thủy:

Các sông Đà, Thao, Lô và sông Hồng thuộc tuyến vận tải thủy từ Hải Phònglên các tỉnh phía Bắc và Tây Bắc Do lòng dẫn thường biến động mạnh ảnh hưởngtới luồng chạy tầu, ngành giao thông vận tải đã xây dựng một loạt các hệ thống mỏhàn tạo luồng mùa kiệt trên các sông, hiện đang tiếp tục xây dựng các hệ thốngcông trình chỉnh trị luồng tầu ứng với mực nước kiệt gồm các cụm kè mỏ hàn khuvực ngã ba Bạch Hạc, khu vực Phú Châu, khu vực Bá Giang, hạ lưu cầu ThăngLong,… để nâng tải trọng tầu trên tuyến và trong quy hoạch dài hạn sẽ tiếp tục nạovét, cải tạo luồng tàu trên tuyến sông Thao và sông Lô