Nghiên cứu chỉnh trị sông theo hướng tiếp cận hiện đại, áp dụng cho đoạn sông thu bồn thuộc xã điện trung, huyện điện bàn, tỉnh quảng nam

Công trình kè lát mái ..... Ngô ình Tu n, PGS.TS... Lê Ng c Bích, PGS.TS... Trong cách phân lo i các công trình ch nh tr theo hình th c công trình c ng có nhi u quan ni m khác nhau.

Trong quá trình h c t p và làm lu n v n t t nghi p cao h c, đ c s giúp đ

c a các th y, cô giáo tr ng i h c Th y l i, đ c bi t là cô PGS.TS Ph m Th

H ng Lan và th y PGS.TS Nguy n C nh Thái, cùng s n l c c a b n thân

n nay, tác gi đã hoàn thành lu n v n th c s k thu t, chuyên ngành Xây d ng

công trình th y v i đ tài “Nghiên c u ch nh tr sông theo h ng ti p c n hi n

đ i, áp d ng cho đo n sông Thu B n thu c xã i n Trung, huy n i n Bàn, t nh

Qu ng Nam”

Các k t qu đ t đ c là nh ng đóng góp nh trong vi c l a ch n gi i pháp

và k t c u công trình h p lý ch ng xói l b sông Thu B n Tuy nhiên, trong khuôn

kh lu n v n, do đi u ki n th i gian và trình đ có h n nên không th tránh kh i

nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n đ c nh ng l i ch b o và góp ý c a các

th y, cô giáo và các đ ng nghi p

Tác gi bày t lòng bi t n sâu s c t i cô giáo PGS.TS Ph m Th H ng

Lan và th y giáo PGS.TS Nguy n C nh Thái đã h ng d n, ch b o t n tình và cung c p các ki n th c khoa h c c n thi t trong quá trình th c hi n lu n v n Xin chân thành c m n các th y, cô giáo khoa Công trình, khoa Th y v n-Tài nguyên

n c, phòng ào t o i h c và Sau i h c tr ng i h c Th y l i đã t o m i

đi u ki n thu n l i cho tác gi hoàn thành t t lu n v n th c s c a mình

Tác gi chân thành c m n Trung tâm ào t o và H p tác qu c t thu c

Vi n Khoa h c Th y l i Vi t Nam đã t o đi u ki n cung c p các tài li u liên quan

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c đích c a tài 2

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 2

4 N i dung nghiên c u và k t qu đ t đ c 2

CH NG 1: T NG QUAN V NGHIÊN C U DI N BI N LÒNG D N 3

1.1 Nh ng thành t u v nghiên c u di n bi n lòng d n trên th gi i và trong n c 3

1.1.1 Nh ng nghiên c u trên th gi i 3

1.1.2 Nh ng nghiên c u trong n c 5

1.2 Ph ng pháp nghiên c u di n bi n lòng d n 6

1.3 c đi m lòng d n h l u các công trình 10

K T LU N CH NG I 13

CH NG 2: CÁC GI I PHÁP CH NH TR VÀ LÝ THUY T TÍNH TOÁN N NH 14

2.1 Nh ng gi i pháp ch nh tr sông 14

2.1.1 M c đích ch nh tr sông 14

2.1.2 Hình th c công trình ch nh tr 15

2.1.3.V t li u xây d ng công trình ch nh tr 17

2.2 N i dung ch nh tr sông hi n đ i 23

2.2.1 Nh ng yêu c u m i đ i v i sông ngòi 23

2.2.2 M c tiêu c a ch nh tr sông hi n đ i 28

2.2.3 Nh ng nguyên t c ch nh tr sông hi n đ i 29

2.3 Lý thuy t tính toán n đ nh công trình ch nh tr [9;13] 29

2.3.1 Công trình kè lát mái 30

3.2 ánh giá di n bi n lòng d n đo n sông nghiên c u 53

3.2.1 ánh giá s b nguyên nhân và di n bi n xói l t i đo n sông nghiên c u 53

3.2.2 S d ng mô hình toán đánh giá m c đ và kh n ng phát tri n tình tr ng s t l t i đo n sông nghiên c u 55

K T LU N CH NG 3 66

CH NG 4: L A CH N CÔNG TRÌNH CH NH TR O N SÔNG NGHIÊN C U THEO H NG TI P C N HI N I 67

4.1 Xác đ nh các thông s ch nh tr 67

4.1.1 M c n c ch nh tr 67

4.1.2 Chi u r ng tuy n ch nh tr 69

4.1.3 Tuy n ch nh tr 70

4.2 Phân tích l a ch n lo i công trình phù h p cho đo n sông nghiên c u theo h ng ti p c n hi n đ i 71

4.3 L a ch n k t c u công trình theo h ng ti p c n hi n đ i 73

4.3.1 L a ch n k t c u công trình 73

4.3.2 B trí công trình 75

4.4 ánh giá hi u qu công trình ch nh tr cho đo n sông nghiên c u 77

4.5 Tính toán n đ nh công trình ch nh tr 82

4.5.3 Gia c n đ nh đáy 91

K T LU N CH NG 4 93

K T LU N VÀ KI N NGH 94

1 K t qu đ t đ c trong lu n v n 94

2.H n ch , t n t i trong quá trình th c hi n 94

3 H ng kh c ph c, đ xu t 94

TÀI LI U THAM KH O 95

Hình 2.6: Kè m hàn hoàn l u 22

Hình 2.7: T m bêtông b c v i đ a k thu t giúp b o v b sông 23

Hình 2.8: Tr ng c Vetiver giúp b o v b 23

Hình 2 9: Dòng sông Arkansas (M ) sau khi ph c nguyên 24

Hình 2.10: B sông Kamo trung tâm Kyoto-Nh t B n 25

Hình 2.11: ê b trái sông Yodo Osaka-Nh t B n 25

Hình 2 12: Công trình b o v b sông Dinh t i th xã Phan Rang (Ninh Thu n) b ng h th ng công trình hoàn l u 27

Hình 2 13: Th m túi cát và kè b ng th m túi cát b sông Sài Gòn 28

Hình 2.14: C u t o kè lát mái 30

Hình 2.15: S đ xác đ nh h s an toàn tr t kè lát mái 31

Hình 2.16: M t tr t cung tròn Hình 2.17: Các l c t ng tác lên m nh th i 33

Hình 2.18: M t c t ngang đi n hình kè m hàn 34

Hình 2.19: M t c t d c, c t ngang m hàn c c 37

Hình 2.20: S đ tính chi u sâu chôn c c 38

Hình 3.1: B n đ v trí xói l tr ng đi m khu v c Vu Gia – Thu B n 41

Hình 3 2: Xói l hàm ch xã ông H ng (Duy Vinh) 45

Hình 3 3: Xói l đo n sông cong Qu ng Hu 45

Hình 3 4: Xói l khúc sông cong L c Thành ông 45

Hình 3 5: Xói l b t khu v c xã i Hòa 46

Hình 3 6: C u giao thông gây xói l h l u Hòa Giang 47

Hình 3 9: t r ng làm n ng Qu S n, khai thác kho ng s n Ph c S n và

xây d ng Th y đi n Sông Bung 2 51

Hình 3 10: Nuôi tr ng th y s n trên sông và canh tác trên bãi b i khu v c h l u sông Thu B n 53

Hình 3 11: Gi i h n vùng nghiên c u 54

Hình 3 12: V trí x y ra s t l m nh 54

Hình 3 13: S t l ngay sau c u K Lãm 54

Hình 3 14: S t l t i đ nh cong c a đo n sông 54

Hình 3 15: a hình khu v c nghiên c u 57

Hình 3 16: Thi t l p l i đ a hình 57

Hình 3 17: a hình khu v c nghiên c u 57

Hình 3 18: i u ki n biên trên và biên d i c a mô hình tr n l tháng 11/1999 58

Hình 3 19: V trí các m t c t hi u ch nh và ki m đ nh mô hình 59

Hình 3 20: K t qu hi u ch nh mô hình t i M t c t 1, tr n l 1998 60

Hình 3 21: K t qu ki m đ nh mô hình t i M t c t 1, tr n l 1999 60

Hình 3.22: K t qu hi u ch nh mô hình t i M t c t 2, tr n l 1998 60

Hình 3.23: K t qu ki m đ nh mô hình t i M t c t 2, tr n l 1999 60

Hình 3.24: K t qu hi u ch nh mô hình t i M t c t 3, tr n l 1998 60

Hình 3.25: K t qu ki m đ nh mô hình t i M t c t 3, tr n l 1999 60

Hình 3 26: V trí l a ch n đánh giá di n bi n lòng d n đo n sông nghiên c u 61

Hình 3.27: H ng v n t c c a dòng ch y m t trên bình di n 2 chi u 62

Hình 3.28: Phân b l u t c m t trên m t c t 1 63

Hình 3.29: Phân b l u t c m t trên m t c t 2 63

Hình 3.30: Phân b l u t c m t trên m t c t 3 63

Hình 3.31: Phân b l u t c m t trên m t c t 4 63

Hình 3.32: Phân b l u t c m t trên m t c t 5 63

Hình 3.33: M c n c t i m t c t 1 t i th i đi m l n nh t 64

Hình 4 7: M t b ng b trí tuy n công trình 76

Hình 4.8: B trí công trình t i v trí sau c u K Lam 76

Hình 4.9: B trí công trình t i đ nh cong 76

Hình 4.10: Mô ph ng b trí tuy n công trình trên mô hình 78

Hình 4.11: Th hi n đ a hình 3 chi u sau khi có công trình trên mô hình 78

Hình 4.12: Tr ng l u t c trên đo n sông nghiên c u t i th i đi m l l n nh t 78

Hình 4.13: Phân b v n t c t i m t c t 1 79

Hình 4.14: Phân b v n t c t i m t c t 2 79

Hình 4.15: Phân b v n t c t i m t c t 3 79

Hình 4.16: Phân b v n t c t i m t c t 4 79

Hình 4 17: Phân b l u t c t i m t c t 5 79

Hình 4.18: M c n c t i m t c t 1 80

Hình 4.19: M c n c t i m t c t 2 80

Hình 4.20: M c n c t i m t c t 4 80

Hình 4.21: M c n c t i m t c t 5 80

Hình 4.22: a hình lòng d n tr c mô ph ng 81

Hình 4.23: a hình lòng d n sau mô ph ng tr ng h p có công trình 81

Hình 4.24: Bi n hình lòng d n t i m t c t 1 tr c và sau mô ph ng 81

Hình 4.25: Bi n hình lòng d n t i m t c t 3 tr c và sau mô ph ng 81

Hình 4.26: Bi n hình lòng d n t i m t c t 4 tr c và sau mô ph ng 82

Hình 4.29: Bi u đ mô men, l c c t v i t i tr ng tính toán 86

Hình 4.30: Bi u đ mô men v i t i tr ng tiêu chu n 87

Hình 4.31: Bi u đ th hi n đ võng c a d m 88

Hình 4.32: Bi u đ mô men, l c c t v i t i tr ng tính toán 90

Hình 4.33: Bi u đ mô men, l c d c v i t i tr ng tiêu chu n 90

Hình 4.34: Bi u đ mô men v i t i tr ng tính toán 91

Hình 4.35: Bi u đ mô men, l c d c v i t i tr ng tiêu chu n 91

B ng 4 5: Tính toán b trí thép 87

B ng 4 6: Tính toán ki m tra n t 87

B ng 4 7: Tính b r ng khe n t 87

B ng 4 8: K t qu tính mômen l n nh t trong k t c u 88

B ng 4 9: K t qu tính toán b trí c t thép 89

B ng 4.10: Ki m tra n t 89

B ng 4 11: Tính toán b trí thép 91

B ng 4 12: ng kính đá h c h chân ch ng xói 92

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

H th ng sông Vu Gia – Thu B n là h th ng sông l n c a t nh Qu ng Nam

và là m t trong nh ng h th ng sông quan tr ng c a mi n Trung Nó có ý ngh a quan tr ng trong s phát tri n kinh t c a vùng bao g m đ t đai c a 14 huy n, th thành ph thu c t nh Qu ng Nam và thành ph à N ng, đó là Trà My, Tiên Ph c,

Ph c S n, Hi p c, Nam Giang, Qu S n, Duy Xuyên, Hiên, i L c, i n Bàn, thành ph H i An, thành ph à N ng và m t ph n c a huy n Th ng Bình,

k Glei (Kon Tum) Hi n nay, hi n t ng s t l b , xói b i, bi n hình lòng d n sông Vu Gia – Thu B n nói chung và t i đo n sông nghiên c u nói riêng đang ti p

t c di n ra v i quy mô ngày càng l n, t c đ ngày càng m nh và tính ch t ngày càng ph c t p Nhi u khu v c b sông s t l l n, ti m tàng nhi u n h a t i đ i

s ng c a nhân dân hai bên b sông

Theo k t qu đi u tra th ng kê, tính đ n tháng 5 n m 2009 ch riêng trên đ a bàn t nh Qu ng Nam đã có 120 tuy n b s t l nghiêm tr ng, v i t ng chi u dài trên 130 km đ dài mái s t l kho ng t 10-12 m vùng đ ng b ng và 15-20 m

mi n núi, có n i đ n 40-50 m và đ u xu t hi n phía b lõm Qua theo dõi, phân tích, đánh giá cho th y hi n t ng s t l có xu h ng d ch chuy n d n v phía h

l u Quá trình s t l di n ra th ng xuyên và m nh nh t khi có l v i các hi n

L ch s phát tri n c a ch nh tr sông đã hình thành t r t lâu đ i và có nhi u

bi n đ i v m c tiêu, hình th c, ch t li u qua các th i k C n c vào nh ng bi n

đ i v l ng và ch t nh v y có th chia ch nh tr sông thành hai th i k c b n nh

c ng nh v di n m o công trình Theo quan ni m m i, công trình ch nh tr không

ch mang ý ngh a là các công trình b o v đ n thu n mà nó còn đ c khoác trên mình nh ng b áo phù h p h n, thích ng h n, góp ph n tôn t o c nh quan t nhiên khu v c đ c b o v , v i quan ni m l y v n hóa n c làm h t nhân, l y công trình

b o v , gia c b làm các nhân t góp ph n h tr phát tri n m t c nh quan chung

th ng nh t

2 M c đích c a tài

- Phân tích nguyên nhân di n bi n lòng d n đo n sông t c u K Lãm đ n h t

đ a ph n xã i n Trung, huy n i n Bàn, t nh Qu ng Nam

- T các k t qu phân tích nguyên nhân, m c đ xói l đê xu t bi n pháp ch nh

tr giúp n đinh nhanh lòng d n và phù h p v i c nh quan

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

- T ng h p, nghiên c u các ph ng pháp đánh giá di n bi n lòng d n và xu th

ch nh tr sông theo quan đi m hi n đ i

- Ph ng pháp đi u tra, th ng kê, phân tích s li u th c đo

- Ph ng pháp ng d ng mô hình toán đánh giá di n bi n lòng d n

4 N i dung nghiên c u và k t qu đ t đ c

- ánh giá di n bi n và xu th phát tri n lòng d n đo n sông nghiên c u

- xu t công trình ch nh tr phù h p đ i v i đo n sông nghiên c u theo h ng

ti p c n phù h p v i c nh quan

CH NG 1: T NG QUAN V NGHIÊN C U DI N BI N LÒNG D N

1.1 Nh ng thành t u v nghiên c u di n bi n lòng d n trên th gi i và trong n c

1.1.1 Nh ng nghiên c u trên th gi i

Nh ng nghiên c u thu c l nh v c khoa h c đ ng l c h c dòng sông, chuy n

đ ng bùn cát và v n đ ch nh tr sông c th nh : Nghiên c u xác đ nh nguyên nhân, c ch gây di n bi n lòng d n và nghiên c u các gi i pháp phòng ch ng gi m

v các v n đ liên quan đ n v n chuy n bùn cát

Các nhà khoa h c c a nh ng n m đ u th p k XX đã có nhi u tranh lu n gi a

lý thuy t khuy ch tán và lý thuy t tr ng l c khi đánh giá t n th t n ng l ng c a dòng ch y khi có ho c không có mang bùn cát, gi a các ch tiêu kh i đ ng c a bùn cát v i ch tiêu n đ nh c a lòng sông Nh ng n m 60, các nhà khoa h c Tây Âu

đã có nhi u k t qu nghiên c u v hình thái lòng d n nh Meyer – Peter và Muller, Kennedly R.G…Các nhà khoa h c c a M nh Einstein H.A., Ven te Chow, Ning chien… c ng đã có nhi u công trình nghiên c u v dòng ch y và chuy n đ ng bùn cát, trên c s đó đánh giá đ c di n bi n lòng d n Tuy nhiên vào th i gian này,

nh ng v n đ c b n v nghiên c u di n bi n, b i l ng, xói l lòng d n không có nhi u thành t u đáng k , ch có nh ng ti n b m nh m v ph ng pháp tính, k thu t tính toán, thi t b đo đ c

Ngày nay, v i s phát tri n m nh m c a khoa h c k thu t, các nhà khoa h c trên th gi i v n ti p t c nghiên c u v đ ng l c h c dòng sông và ch nh tr sông,

đ c bi t là nh h ng c a các công trình trên sông đ n v n đ di n bi n, xói l và

T nh ng n m 1960 đ n nay, vi c tính toán đ ng l c h c dòng sông đã có

nh ng b c phát tri n m i, ti n b m i trong k thu t tính toán, đ c bi t trong vi c hoàn thi n mô hình hóa các hi n t ng th y l c ph c t p M t s mô hình toán mô

ph ng dòng ch y hai chi u (2D), ba chi u (3D), mô ph ng quá trình di n bi n lòng

d n nh mô hình MIKE11, MIKE21, và MIKE21C, EFDC, MD- SWMS,

CCHE1D, CCHE2D, GSTARS 2.0/2.1, GSTARS3, SED2D, vv cho k t qu tính toán dòng ch y, d báo bi n hình lòng d n khá chính xác V nghiên c u th c đ a

đã có nh ng thi t b đo đ c hi n đ i, nhanh chóng chính xác Xác đ nh đ c tr ng

v n t c dòng ch y các đ sâu khác nhau, xác đ nh đ c đ sâu lòng d n theo các

t a đ đ a lý mong mu n

C ng ph i kh ng đ nh r ng, trong l nh v c nghiên c u di n bi n lòng sông

hi n nay v n còn t n t i m t s v n đ mà c mô hình toán và mô hình v t lý đ u

ch a gi i quy t đ c, đó là vi c nghiên c u v n d a trên c s các công th c kinh nghi m đã đ c xây d ng t i m t s n c nh công th c Kickin- Wason c a Canada, Pôpôp, Tbadzade c a Liên Xô… i u đó ch ng t r ng vi c nghiên c u

di n bi n, b i l ng, xói l lòng d n v n là m t môn khoa h c k thu t còn nhi u v n

đ m i c n ph i ti p t c nghiên c u và phát tri n Nh ng nghiên c u bi n hình lòng

d n b ng mô hình v t lý đã th c hi n đ c nh ng tiêu chu n t ng t khó, trên c

s xây d ng mô hình lòng đ ng v i các ch t li u mô ph ng bùn cát đáy, bùn cát l

l ng đ m b o đ chính xác cao Nh ng nhà khoa h c c a Trung Qu c, Pháp, M , Nga, n , Nh t vv đã có nh ng thành t u n i b t v nghiên c u đ ng l c h c dòng sông và ch nh tr sông

Ngoài ra, vi c nghiên c u nh h ng c a công trình xây d ng trên sông đ n

di n bi n lòng d n đã đ c các nhà khoa h c nh Ti n Ninh, u Qu c Nhân, Lý

B o Ch n (Trung Qu c), Hickin và Nauson, Vannon vv.(M ) quan tâm Các nghiên c u này xoay quanh v n đ tính toán d báo, đánh giá n đ nh và đ xu t các gi i pháp b o v b Nguyên lý chung c a ph ng pháp tính toán d báo là d a trên quan h dòng ch y và hình thái lòng sông đ th y đ c s thay đ i chi u r ng lòng sông và cao trình đáy sông…s n đ nh c a mái d c v i các đi u ki n đ a ch t khác nhau Vi c nghiên c u, đánh giá nh h ng và d báo di n bi n lòng d n sông ngòi khi xây d ng các công trình c u, c ng qua sông c ng đã đ c quan tâm t

nh ng n m 50 c a th k tr c và c ng đã đ t đ c m t s thành t u đáng k Các nghiên c u này t p trung theo hai h ng là nghiên c u ng d ng và nghiên c u mang tính ch t lý lu n Nhi u nghiên c u mang tính ng d ng ph c v tr c ti p cho

vi c l p d án xây d ng m t ho c nhi u c u trên sông, có th k đ n nh nghiên

c u nh h ng c a c u t i vi c làm dâng n c th ng l u c a Bradley (1970); Neil (1973), Karaki (1974), nghiên c u xói ph bi n do dòng ch y b thu h p chi u r ng

c a tác gi Komura (1966), Laursen (1960, 1963)…

Trong m t s n m g n đây đã có nhi u chuyên gia trong l nh v c sông ngòi nghiên c u ng d ng GIS vào vi c nghiên c u d báo bi n hình ngang lòng d n

y ban sông Mê Kông đã tài tr m t ph n kinh phí giúp cho vi c nghiên c u di n

bi n, xói b i lòng d n sông C u Long, tìm ra m t s bi n pháp ch nh tr m t s

đo n sông Mê Kông n m trên lãnh th Lào, Cam Pu Chia và Thái Lan

1.1.2 Nh ng nghiên c u trong n c

Nh ng n m 60 c a th k XX, mi n B c Vi t Nam đã có m t s các công trình phòng ch ng l l t, ch ng b i l ng c a l y n c ph c v c p n c t i ru ng Các nghiên c u ban đ u đ c ti n hành nghiên c u trong các phòng thí nghi m nh phòng thí nghi m c a Vi n Khoa h c Th y l i, c a tr ng i h c Xây d ng vv Các nghiên c u c a các nhà khoa h c trong n c v l nh v c di n bi n lòng d n ch

y u t p trung gi i quy t các v n đ th c t , c s khoa h c và ph ng pháp lu n

v n d a trên các ph ng pháp, công ngh c a các nhà khoa h c trên th gi i Các

bi n lòng d n sông mi n Trung đ c GS.TS Ngô ình Tu n, PGS.TS T t Túc, PGS.TS Nguy n Bá Qu , GS.TS L ng Ph ng H u, PGS.TS Tr nh Vi t An, PGS.TS Nguy n V n Tu n, vv và m t s nhà nghiên c u khác nh PGS.TS.Tr n

V n Túc - Hu nh Thanh S n (2003) đã nghiên c u áp d ng mô hình toán s CCHE 1D vào vi c tính toán d báo bi n hình lòng d n cho sông L i Giang Bình nh

1.2 Ph ng pháp nghiên c u di n bi n lòng d n

Vi c nghiên c u di n bi n lòng sông trên th gi i và trong n c hi n nay đ c

th c hi n theo 4 ph ng pháp nh sau:

• Ph ng pháp Vi n thám và GIS phân tích các tài li u th c đo: S d ng các

tài li u v đ a hình, các tài li u không nh, vi n thám, các s li u có đ c trong nhi u n m ti n hành phân tích v trí, quy mô, t c đ xói, b i trên m t b ng, trên m t

c t d c, m t c t ngang, tìm ra quy lu t th ng kê và xu th phát tri n c a đo n sông nghiên c u

• Ph ng pháp mô hình v t lý: Mô ph ng thu nh đo n sông nghiên c u l i

trong m t khu v c có trang thi t b thí nghi m, tái di n dòng ch y trong sông thiên nhiên theo các đ nh lu t t ng t đ quan sát, đo đ c và t các s li u đo đ c tìm ra quy lu t di n bi n c a đo n sông

• Ph ng pháp mô hình toán: D a vào các h ph ng trình toán lý mô t quy

lu t c a dòng ch y và bùn cát t i đo n sông nghiên c u, xác đ nh các đi u ki n biên, đi u ki n ban đ u h p lý, tìm các l i gi i gi i tích, l i gi i s tr cho các v n

đ nghiên c u

• Ph ng pháp công th c kinh nghi m: S d ng các công th c kinh nghi m

đ tính toán di n bi n lòng d n

Ph ng pháp Vi n thám và GIS: Tomokazu MISHINA và Nyosen SUGA

(2004) đã s d ng ph ng pháp gi i đoán nh xác đ nh di n bi n lòng d n sông Kinu c a Nh t B n K t qu cho th y t n m 1994 đ n n m 2002, ph m vi s t l b

là 30m và chi u dài khu v c s t l là 250m Catherine M.C Avila, P.E., (M ) đã s

d ng ph ng pháp vi n thám và GIS ch ng ghép b n đ đ xác đ nh di n bi n c a sông San Benito K t qu cho th y di n bi n đ ng b qua các n m 1947, 1974 và

2005 c a sông San Bentio x y ra khá m nh Michael and Tamara (2004) đã s d ng

ph ng pháp GIS đ xác đ nh di n bi n lòng d n đo n sông Rio Grande a hình các n m 1918, 1949, 1972, 1992 đ c dùng làm n n đ ch ng ghép, xác đ nh s thay đ i di n bi n m t b ng

Vi t Nam Trung tâm Vi n thám và Geomatic (VTGEO) đã tham gia th c

hi n m t s đ tài nghiên c u di n bi n lòng d n có s d ng thông tin Vi n thám và GIS nh Nghiên c u xói l và tr t l b các sông Mi n Trung (n m 2000), Nghiên c u xói l b và b i l p lòng d n sông H ng (n m 2001) Trong nghiên c u

c a mình v hi n t ng b i xói sông Vu Gia-Thu B n, Nghiên c u sinh ng ình oan c ng đã đ c p đ n vi c s d ng nh vi n thám qua các n m 1973, 1990,

2001, 2007 và n m 2013 đ đánh giá s bi n hình lòng d n sông Vu gia-Thu B n,

đo n h p l u và sông Qu ng Hu đã cho th y k t qu khá rõ ràng v hi n t ng

bi n đ i lòng d n m nh m n i đây ( ng ình oan, 2014)

Ph ng pháp Vi n thám và GIS có th mô ph ng đ c xu th di n bi n lòng

d n theo chi u ngang nh ng không mô ph ng đ c di n bi n lòng d n theo chi u sâu Ph ng pháp này đòi h i s li u ph i cùng th i k quan tr c, và ph i qua các

th i k khác nhau, đòi h i l a ch n các ngu n t li u nh ph i đ c cân nh c, h n

n a giá thành c a nhv tinh hi n nay còn cao M c dù Vi t Nam đã có tr m thu

nh v tinh phân gi i cao và trong t ng lai s có các h th ng v tinh vi n thám (quang h c và radar) nh ng chúng ta còn h n ch v kh n ng khai thác thông tin

nh, chính vì v y đã h n ch đ n k t qu nghiên c u di n bi n lòng d n b ng

ph ng pháp vi n thám và GIS

nghiên c u xói c c b t i v tri công trình b ng mô hình v t lý t i công trình c u b c qua sông

trong n c, Trung tâm nghiên c u ng l c h c sông bi n thu c Công ty

c ph n t v n Thi t k xây d ng giao thông th y TEDI Wecco đã xây d ng mô hình v t lý mô ph ng di n bi n lòng d n cho đo n sông H ng t th ng l u c u

Th ng Long đ n h l u c u Ch ng D ng dài 14km, mô hình đ c thi t l p v i t

l m t b ng 1/400 và t l m t đ ng 1/100 (2012) Công ty T v n k thu t và Chuy n giao công ngh -Tr ng i h c Th y l i đã xây d ng mô hình v t lý lòng

c ng mô ph ng di n bi n lòng d n cho đo n sông Vu Gia t i v trí c a vào sông

Qu ng Hu tr c và sau khi xây d ng công trình ch nh tr cho đo n sông đ đánh giá giá hi u qu c a công trình (2008)

Vi c nghiên c u b ng mô hình v t lý có u đi m là quan sát, đo đ c đ c quá trình di n bi n lòng d n, tuy nhiên có nh c đi m không mô ph ng h t đ c các tham s b ng các t l chính xác, không th mô ph ng các biên & đi u ki n biên gi ng nh th c t H n ch c a ph ng pháp mô hình v t lý là r t khó th a mãn các đi u ki n t ng t , nh t là các đi u ki n t ng t v bùn cát nên có th có

nh ng sai l ch nh t đ nh gi a mô hình và nguyên hình và đ c bi t kinh phí xây

d ng mô hình v t lý r t l n

Nghiên c u di n bi n lòng d n b ng b ng mô hình toán: Hi n nay, bài toán

bi n hình lòng sông cho dòng ch y không n đ nh 1D, 2D đã đ c nghiên c u khá hoàn ch nh, đã có các ch ng trình t đ ng hóa tính toán và ph n m m ng d ng

nh : Các mô hình m t chi u (1D): HEC-6 Thomas (1982), Gee (1988);

IALLUVIAL (Karim & Kennedy (1982)); CHARIMA (Holly Jr (1988)); STARS (Strand et al (1988)); GSTARS Yang et al (1988) SEDICOUP: Holly Jr (1988); MORMO Hunziker (1995); FLUVIAL-12 (Chang (1988, 1993)); HEC2SR Li et al (1988); GSTARS(11/2D)); HEC-RAS… Các mô hình hai chi u (2D): CCHE2D (Wu, W.M 2001), RMA2D, MIKE21, DELFT2D, R2DM, Flow 2D…Các mô hình

ba chi u (3D): TELEMAC, MIKE3 và DELFT3D, Flow 3D, CCHE3D, FAST3D, CH3D-SED

Mô hình toán đ c s d ng nhi u trong nghiên c u các bài toán 1D, mô hình

v t lý đ c s d ng nhi u trong bài toán 3D, còn bài toán 2D có th s d ng mô hình toán ho c mô hình v t lý Vi c s d ng mô hình toán hay v t lý còn ph thu c vào t m quan tr ng c a công trình và giai đo n nghiên c u V i nh ng công trình quan tr ng thì ph i k t h p c hai lo i mô hình toán và v t lý trong nghiên c u đ

b sung và ki m tra l n nhau Trong giai đo n quy ho ch, s d ng mô hình toán đ

đ a ra đ c các ph ng án t i u nh t Trong giai đo n thi t k k thu t thì c n thi t ph i s d ng mô hình v t lý trong nghiên c u d báo di n bi n, xói l , b i

l ng lòng d n (Lê M nh Hùng 2001)

Vi c nghiên c u di n bi n lòng d n trong n c ch y u t p trung vào s

d ng vi n thám và GIS và mô hình toán 1D, 2D đ mô ph ng di n bi n lòng d n,

d báo xói l b c a tác gi Lê Ng c Túy, các công trình nghiên c u d báo xói sâu

ph bi n h du các công trình th y đi n Hòa Bình, S n La c a các tác gi nh PGS.TS L u Công ào, PGS.TS Lê Ng c Bích, PGS.TS Hoàng H u V n, GS.TS V T t Uyên, PGS.TS Nguy n Ng c Qu nh, GS.TS Lê M nh Hùng, GS.TS V Thanh Te… Có th khái quát nh sau:

• Các nghiên c u đã s d ng mô hình MIKE11ST, MIKE21C, MIKE21FM

đ mô ph ng di n bi n lòng d n, đã đánh giá nh h ng c a c u t i l u l ng trên bãi sông và lòng chính

• ã s d ng k t qu mô ph ng, đánh giá nh h ng c a c u t i n đ nh lòng d n và d báo đ c di n bi n t ng th lòng d n

nghiên c u c n đ c xem xét đ n Các k t qu tính toán cho th y, n u ch d báo

v i th i đo n ng n (1 mùa, 1-5 n m) thì vi c s d ng công th c v n chuy n bùn cát

có s n trong ch ng trình tính là ch p nh n đ c, tuy nhiên n u d báo v i th i

đo n dài h n (trên 5 n m) và có yêu c u đ m b o đ chính xác thì b t bu c ph i

ki m đ nh l i v n chuy n bùn cát và s d ng m t công th c tính v n chuy n bùn cát phù h p cho đo n sông nghiên c u d báo di n bi n lòng d n

- Hi n t ng xói l b h l u các h ch a th y l i, th y đi n: Xét trên t m l u

v c, h u h t các h ch a th y đi n, th y l i đ u mang l i nh ng l i ích l n cho s phát tri n các ngành kinh t -xã h i Tuy nhiên trong v n đ sông ngòi và di n bi n lòng d n, sau h th ng gây ra nh ng tác đ ng tiêu c c khi không có c ch qu n

lý, quy trình v n hành h p lý C th

+ Các h ch a th y đi n chuy n n c gi a các l u v c sông làm gia t ng các

c ng th ng v n c phía d i h l u trong mùa ki t Ví d nh h ch a th y đi n akmy IV chuy n n c t sông Vu Gia sang sông Thu B n đ l y c t n c phát

đi n đã làm suy ki t dòng ch y sông Vu Gia và trong mùa ki t làm m t lo t công trình l y n c t i d i h l u không l y đ c n c do hi n t ng t t m c n c thi t k và nhi m m n

+ X l không đúng v i qui trình v n hành liên h ch a, ho c do d báo không chính xác gây nên hi n t ng l ch ng lên l , làm l u t c dòng ch y l n gây xói l b sông

+ X l đ t ng t gây xói l m nh b sông, tiêu bi u trên l u v c Vu Gia-Thu

B n tr n l cu i tháng 9 n m 2009 h ch a A V ng đã x l đ t ng t v i l u

l ng lên g n 3.000 m3/s ch trong 4 gi đã gây ng p úng h du và s t l b m nh

d c sông Vu Gia

+ Công tác v n hành tích- x c a các h ch a đã làm cho m c n c h l u dao

đ ng l n gây m t n đ nh hai b sông d n đ n xói l h l u đ p

+ Vi c xây đ p ch n dòng s gi l i trong h ch a m t l ng l n phù sa Dòng phù sa thay đ i theo t ng đo n sông, khi n nhi u b sông suy y u và s t đáy sông do “hi u ng n c trong”

- Hi n t ng xói l b sau các công trình giao thông: Hi n t ng xói sâu t i v trí c u và xói l b đo n sau công trình c u b c qua sông là th ng xuyên x y ra và thu hút nhi u nghiên c u c a các nhà th y l c h c xung quanh v n đ này Các nghiên c u đ u ch ra r ng có r t nhi u nguyên nhân gây nên hi n t ng xói c c b

t i ví trí tr c và sau tr c u nh ng nguyên nhâtn chính đ c ch ra là do s xu t

hi n dòng ch y xoáy và dòng n c h d c theo các tr c u k t h p v i l u t c dòng

ch y t ng m nh xung quanh khu v c này

Hình 1.1: Hi n t ng xói l c c b tr c và sau tr c u

Hình 1.2: S t l l n sau c u K Lãm

Nhìn chung v n đ xói sâu t i các tr , m c u và nh ng s t l phía sau các công trình d ng này còn ch u tác đ ng c a nhi u nguyên nhân khác vì v y đ có th nghiên c u chi ti t v c ng đ c ng nh nguyên nhân gây nên hi n t ng xói l b sông sau c u đòi h i c n ph i s d ng các mô hình v t lý ho c các mô hình toán 2 chi u, 3 chi u

Hi n t ng xói l , b i đ p sau các công trình b o v b : Các hi n t ng xói

l , b i đ p sau các công trình b o v b th ng là các tác đ ng tích c c và mang tính ch đ nh c a các nhà ch nh tr nh hi n t ng b i, t o bãi n đ nh sau các công trình kè m hàn, m hàn hoàn l u trong các đo n sông cong hay trên các b bi n Tuy nhiên c ng có m t s công trình ch nh tr khi thi t k , xây d ng ch a tính toán

và xác đ nh h t các nh h ng tiêu c c t i di n bi n lòng d n nên gây hi n t ng

b i xói phía sau công trình ho c b phá ho i k t c u ngay t i b n thân công trình là

đi u không tránh kh i

K T LU N CH NG I

N i dung ch ng I đã t ng h p, đánh giá, phân tích công cu c nghiên c u và

ch nh tr sông trên th gi i c ng nh t i Vi t Nam cho th y khoa h c nghiên c u v

di n bi n lòng d n và ch nh tr sông đ n nay đã đ t đ c nhi u thành t u đáng k

v i b n ph ng pháp nghiên c u chính và ngày càng đ c hoàn thi n nh k thu t tính toán, mô ph ng là ph ng pháp vi n thám, GIS và phân tích các tài li u th c đo; ph ng pháp mô hình v t lý; ph ng pháp mô hình toán và ph ng pháp công

th c kinh nghi m ây chính là c s ch đ o cho các nghiên c u v di n bi n lòng

d n cho đo n sông nghiên c u c a tác gi trong các ch ng ti p theo

v c chính:

Ch nh tr sông nh m m c đích phòng l , c p n c, phát đi n Ch nh tr sông này mang t m l u v c và có nh h ng l n đ n nhi u l nh v c phát tri n kinh tê-xã h i

h du các con sông Bi n pháp công trình c a lo i ch nh tr này th ng là các h

ch a n c đ c xây d ng t i các vùng th ng ngu n làm thay đ i ch đ dòng

ch y c a l u v c theo h ng tích c c và h n ch r i ro v l , h n Trên l u v c Vu Gia-Thu B n đã có hàng tr m công trình h ch a th y đi n, th y l i l n, nh đ c xây d ng góp ph n tích c c vào vi c c i thi n ngu n n c t i, cung c p đi n và phòng l cho h du c ng ph n nào phòng tránh đ c hi n t ng x i l b vùng h

du các sông Vu Gia-Thu B n Trong t ng lai v i vi c quy ho ch thêm 43 công trình h th y đi n l n nh khác trên vùng th ng ngu n c a l u v c hy v ng s c i

thi n h n n a tình hình ng p úng và s t l b n i đây

Ch nh tr ch ng xói, l , b i l p, c t dòng, phân l ch … ây là d ng ch nh tr mang tính ch t c c b t i v trí c n đ c b o v tr c nh ng tác đ ng c a dòng

ch y Bi n pháp b o v b sông lo i này t ng đ i đa d ng v k t c u, hình th c

c ng nh v t li u xây d ng công trình Tùy theo t ng nguyên nhân, xu h ng b i, xói mà các công trình ch nh tr đ c b trí cho phù h p ó có th là gi i pháp đ i phó, ch ng l i các hi n tu ng xói, l nh kè b b ng đá lát khan, b ng th m bê tông

t i nh ng đo n sông th ng có l u t c dòng ch y l n, b d xói ho c c ng có th là các d ng công trình giúp lo i b các nguyên nhân gây ra tình tr ng xói nh các công trình kè m hàn, m hàn hoàn l u giúp đ y dòng ch l u ra xa b , hình thành lu ng

l ch n đ nh hay nh ng công trình tri t tiêu tác đ ng c a dòng ch y, t o b i nh các công trình c t dòng, ch n dòng

Nhìn chung các công trình ch nh tr không th th a mãn yêu c u c a t t c các ngành kinh t và luôn x y ra tình tr ng m u thu n gi a l i ích t công trình ch nh tr

c a các ngành kinh t Công trình ch nh tr có ph m vi nh h ng càng l n thì m u thu n x y ra càng l n và ng c l i Ví d các các h ch a th y đi n th ng ngu n luôn mu n gi m c n c cao trình l n nh t đ đ m b o hi u qu phát đi n nh ng

đi u này l i mâu thu n v i các yêu c u phòng, gi m l trong mùa l và c p n c cho các vùng h du trong mùa ki t Trong mùa n c ki t, gi a t i ru ng và v n t i trong sông c ng th ng có mâu thu n D n n c t i quá nhi u có th d n t i thi u chi u sâu n c cho l u hành các ph ng ti n v n t i nh ng n u mu n gi đ c chi u sâu cho thuy n bè đi l i thì l i tr ng i đ n vi c l y n c t i….Chính vì v y, nhi m v c a các nhà ch nh tr và ho ch đ nh chính sách c n xác đ nh, cân nh c nhi m v nào là ch y u, nhi m v nào là th y u đ có nh ng cách th c xây d ng công trình phù h p

2.1.2 Hình th c công trình ch nh tr

Hình th c công trình ch nh tr t ng đ i đa d ng v ch ng lo i c ng nh k t

c u công trình Tùy theo các m c đích, nguyên nhân, hình th di n bi n lòng d n mà

c n ch n nh ng hình th c công trình phù h p Trong cách phân lo i các công trình

ch nh tr theo hình th c công trình c ng có nhi u quan ni m khác nhau C th :

C n c vào m i quan h đ i v i m c n c và cao đ c a công trình có th phân thành công trình tr sông ng p vào không ng p Công trình mà mùa ki t không

b ng p nh ng trong mùa n c trung bình b ng p ho c trong mùa n c ki t và

n c trung không b ng p nh ng trong mùa n c l l i b ng p thì đ c g i là các công trình tr sông ng p Các công trình tr sông b ng p ngay c trong mùa ki t

đ c g i là công trình tr sông chìm

C n c vào m c đ c n tr dòng ch y c a công trình có th phân thành các

lo i: Công trình b o v b và đáy sông, công trình n c xuyên qua, công trình n c không xuyên qua, công trình t o dòng ch y vòng

Công trình b o v b và đáy sông là lo i công trình dùng v t li u ch ng xói che ph

tr c ti p cho b và chân d c Lo i công trình này dùng đ phòng ch ng s xói l

c a dòng n c nh ng trên c b n là không c n tr dòng n c

Hình 2 1: Kè lát mái b ng t m bê tông th tr n Long Toàn, t nh Trà Vinh

Công trình tr sông n c không xuyên qua là lo i công trình dùng v t li u đ t

đá, bê tông, s t thép…đ xây d ng ch cho phép n c ch y vòng qua ho c th m qua

mà không cho phép n c ch y xuyên qua công trình Lo i này có tác d ng c n dòng

n c t ng đ i l n, có th đ y dòng n c ra xa b , h ng dòng ch y ho c b t dòng

ch y Nó th ng dùng n i xói l c c b t ng đ i l n ho c cho các m c đích tích

n c, xây d ng h ch a

Công trình tr sông n c xuyên qua là lo i công trình dùng các lo i v t li u

nh tre, g , lau s y, vv đ xây d ng Ngoài vi c h ng dòng ch y vòng qua, th m qua nó còn cho phép dòng ch y xuyên qua công trình có tác d ng đ y dòng ch y

l ch ra xa b ho c c n tr dòng ch y m t m c đ nh t đ nh k t h p v i tác d ng

t o dòng ch y êm giúp b i l ng khu v c ch nh tr

Công trình t o dòng ch y vòng còn g i là công trình h ng dòng ho c thi t b lái dòng là lo i công trình tr sông gây dòng ch y vòng nhân t o ây là lo i công trình do Potapop đ xu t d a trên nguyên lý, đ c đi m dòng ch y vòng trong sông cong, ngh a là t o ra dòng ch y trên m t và d i đáy theo h ng ng c nhau t o nên m t vòng tròn kín khi chi u chúng lên m t c t ngang sông có tác d ng không

ch s v n chuy n bùn cát và t đó kh ng ch s xói b i lòng sông Do đó, công trình t o dòng ch y vòng th ng đ c s d ng cho các m c đích

+ U n n n c a l y n c nh làm thay đ i ph ng th c chuy n đ ng c a bùn cát, phòng ng a và gi m b i l ng c a l y n c

+ B o v b , có tác d ng bi n b sông đang b xói l thành b i l ng

+ Xói sâu đ ng v n t i th y, hai bên b đ ng v n t i th y l p thi t b ch y vòng t o ra dòng ch y nhân t o, khi n cho bùn cát trong ph m vi đ ng v n t i th y theo dòng ch y đi ra hai bên b và l ng đ ng đó

+ U n n n đo n sông cong, phân dòng ng i ta l p công trình ch y vòng nhân

t o n i sông phân dòng, lái dòng n c mang ít bùn cát trên m t vào dòng chính và dòng ch y đáy mang nhi u bùn cát vào dòng r ph làm cho dòng r ph b b i l ng

th t n d ng các d ng cành cây ng n, nh đ t o thành k t c u công trình bên c nh

Hình 2 2: Kè c c tràm đóng cách b phía trong th l c bình Nam B

V t li u ch nh tr lâu dài

Các d ng v t li u đ c x p trong lo i này là các v t li u đá, bêtông, bêtông c t thép, thép… ây đ u là các lo i v t li u có kh n ng ch u đ c tác đ ng th ng xuyên

c a dòng ch y và các y u t t nhiên xung quanh công trình Nó là d ng v t li u

đ c ng d ng ph bi n nh t Vi t Nam hi n nay v i ph m vi s d ng bao trùm

t t c các m c tiêu, hình th c xây d ng công trình nh xây đ p ng n sông t o h

ch a, xây kè b o v b , kè m hàn, c u, c ng,…và không gi i h n v v n t c dòng

ch y Có th k đ n m t vài d ng công trình ng d ng lo i v t li u này nh sau

+ B o v b ng mái đá lát khan

K t c u mái đá lát khan đ c hình thành t vi c x p các l ng th đá h c r i

li n nhau ph lên b m t mái, b sông nh m b o v mái sông ch ng l i các tác đ ng

c a dòng ch y Công trình lo i này có u đi m là chi phí xây d ng r , bi n pháp thi công đ n gi n Tuy nhiên nh c đi m c a lo i công trình này là do k t c u không

có liên k t hay ch liên k t b m t do đó d b phá v ra t ng m nh khi n n mái b

s t lún ho c do các tác đ ng l n t bên ngoài lên b m t công trình Do v y, khi khoa h c công ngh trong l nh v c xây d ng b o v mái sông r ch trên th gi i phát tri n, thì k t c u b o v mái b ng đá xây ít s d ng đ c thay th b ng các k t c u tiên ti n h n nh các k t c u d ng l i th m đá cho phép kh c ph c các nh c

đi m c a mái đá lát khan nh đ nhu đ ng t t khi n n hay mái b s t lún

Hình 2.3: Kè b o v b ng mái đá lát khan

+ B o v b ng r đá

T ng kè r đá là lo i k t c u m m giá thành xây d ng r h n so v i các k t

c u c ng khác Các c u ki n r đá đ c hình thành b ng cách s d ng các h p, túi

đ c liên k t b ng dây thép đ ch a đ ng khi n các l ng th đá r i r c thành m t

kh i liên k t V i k t c u này cho phép r đá cho phép nó làm vi c trên n n đ t không n đ nh nh ng nh c đi m c a lo i công trình này là d b xói ng m d i tác

d ng c a dòng th m, b xói mòn b i dòng ch y c c b l n ch y qua r đá Bên c nh

đó, k t c u còn d b phá h y và r t khó kh c ph c khi m t trong các c u ki n thành

ph n b phá h y nh khi b đ t dây thép c a h p ch a

Hình 2 4: Kè b o v b ng r đá

Hình 2 5: T ng kè b ng c thép + T ng kè b ng c b n bê tông c t thép th ng

S ra đ i và phát tri n công ngh làm t ng kè b ng c b n bê tông c t thép

th ng đ phát huy các u đi m và kh c ph c t ng đ i các m t t n t i c a k t c u khác b o v b sông r ch b ng c c g , đá xây, r đá, c c thép và k t c u t ng b n góc C bê tông c t thép th ng đ c s d ng ph bi n, r ng rãi trong xây d ng nói chung Tuy nhiên do tr ng l ng c khá l n nên khó kh n trong thi công và

th ng b n t trong quá trình v n chuy n nên nó th ng không đ c áp d ng trong các công trình ph i làm vi c trong đi u ki n ch u l c l n

+ Kè m hàn

Kè m hàn là lo i công trình đ ch nh tr m t đo n sông hay m t đo n b

bi n, có tác d ng gi m l u t c dòng ch y, gi m v n chuy n bùn cát d c b , t o vùng n c t nh ho c xoáy nh đ gi bùn cát l i gây b i cho vùng b , bãi b xói

Che ch n cho vùng b khi sóng xiên truy n t i, gi m l c xung kích c a sóng tác

d ng vào b h ng dòng ch y ven b ra xa b Có th phân kè m hàn thành hai

lo i nh sau:

Kè m hàn c ng (m hàn đá đ ): M hàn th ng có k t c u b ng đá đ ,

đ c gia c b ng đá h c lát khan t đ cao t ng ng v i m c n c ki t 95% đ n cao đ đ nh kè Ph n g c kè đ c gia c b ng đá lát khan t cao đ ng v i m c

n c 95% đ n cao đ đ nh th m bãi Mái d c kè đ c gia c hai phía th ng và h

l u đ c l y theo đ d c b c a t ng khu v c c th D c theo g c kè và thân kè có

th đá h c ho c r đá ch ng xói chân và có gia c mái b th ng và h l u kè

Lo i m hàn b ng v t li u đá đ này có nh c đi m là do các k t c u có liên k t r i nên c n đ m b o đ d c mái h p lý, th ng ch n t 2÷3 đ mái m hàn n đ nh không b tr t d n t i kích th c c a đ p m hàn th ng l n, ph m

vi l n chi m, nh h ng l n t i b r ng và c nh quan c a đo n sông n i ch nh tr nên nó th ng đ c s d ng đ ch nh tr t i nh ng đo n sông r ng v i m c n c

d ng h n c là ch t li u bêtông c t thép Ch t li u bêtông c t thép có u đi m cho phép ch t o đ c các thanh c c và t m lái dòng có chi u dài l n, kh n ng ch u l c

t t và r t ít b n mòn trong các đi u ki n làm vi c M t u đi m n a c a m hàn

c c so v i m hàn đá đ là giúp kích th c công trình thanh m nh, hình th c m m

m i không l n chi m quá nhi u di n tích lòng sông c ng nh không nh h ng x u

t i c nh quan n i b trí công trình

Hình 2.6: Kè m hàn hoàn l u

Tuy nhiên, nh c đi m c a công trình lo i này là r t khó ch ng l i đ c các dòng ch y có h ng tr c di n vào công trình H ng dòng ch y tr c di n c ng v i

l u t c dòng ch y l n s gây tác đ ng phá h y công trình và các vùng đ c b o v phía sau công trình Trên sông Vu Gia t i đo n c a vào sông Qu ng Hu trong tr n

l n m 2013, do s chênh l ch m c n c l n gi a hai sông Vu Gia và Thu B n đã

t o ra l u t c h ng ngang l n, tác đ ng tr c ti p vào công trình h ng dòng làm

h h ng 30 m ph n h ng dòng, làm nghiêng 8 c c, ngã 21 c và 90 t m ch n bêtông Ph n chân m hàn t o h xói sâu đ n -1,8 m (Nguy n Ng c ng, 2014)

 Các d ng v t li u m i

G n đây, các k t c u công trình ki u m i và các d ng v t li u m i đ c ch

t o t nh a comporit, s i t ng h p có c ng đ cao d n đ c áp d ng nh m thay

th các k t c u công trình và các v t li u truy n th ng nh g , đá, bêtông c t thép, ván c c thép Các công trình này có u đi m là đ b n cao, ch ng đ c hi n

t ng xâm th c và n mòn (Nguy n Thành Trung, Nguy n Ng c ng, 2012) Ví

d nh các công trình t i M ng d ng công ngh nh a uPVC đ ch t o các c c c

nh a có đ b n cao, ch ng ch u đ c s n mòn và va đ p m nh v t tr i h n so

v i c ván thép đ b o v b sông K t c u kè lát mái b ng t m bêtông b c v i đ a

k thu t có c ng đ cao c ng đã đ c nghiên c u ng d ng thành công t i nhi u công trình ch nh tr sông trên th gi i

Hình 2.7: T m bêtông b c v i đ a k thu t giúp b o v b sông

Bên c nh đó, các công trình ch nh tr còn k t h p v i các l p th m ph th c

v t ch u n c v a giúp t ng kh n ng n đ nh công trình v a giúp t o c nh quan

nh gi i pháp tr ng c Vetiver giúp b o v b sông

Hình 2.8 : Tr ng c Vetiver giúp b o v b

Nh ng gi i pháp thi công và v t li u m i s d ng trong các công trình trên

là m t ph n trong vi c c i thi n, thay đ i di n m o c a ngành ch nh tr sông nói chung, h ng t i ng d ng các ph ng pháp ch nh tr sông hi n đ i v i tính thích

ng cao mang tính th i đ i v a đ m b o tính b n v ng và v a giúp t o c nh quan môi tr ng

2.2 N i dung ch nh tr sông hi n đ i

2.2.1 Nh ng yêu c u m i đ i v i sông ngòi

Trong nh ng th p niên g n đây, s phát tri n các gi i pháp ch nh tr sông, b o

v b nhi u n c trên th gi i đã có nh ng chuy n bi n m nh m v ch t (L ng

Ph ng H u, 2009) Các gi i pháp ch nh tr sông, b o v b không d ng l i vi c thi t k , thi công đ m b o m c đích an toàn công trình và khu v c đ c b o v mà

trong vi c thi t k , thi công các công trình nh các n c c, Nh t, Pháp, M ,

Th y S , Úc…bên c nh m c tiêu đ m b o an toàn ch ng l đã xây d ng nên các tuy n đê sinh thái b ng cách khôi ph c các d i cây hai bên b sông, d b các công trình c ng che ph trên sông, h ng t i xây d ng các công trình thân thi n v i môi

tr ng t nhiên

Hình 2 9: Dò ng sông Arkansas (M ) sau khi ph c nguyên

T i Nh t, hi n nay c ng đã có h n 600 công trình đ c thi t k , thi công theo

h ng ti p c n hi n đ i đ m b o môi tr ng sinh thái và c nh quan

Hình 2.10: B sông Kamo trung tâm

tr ng c a thi t k , thi công công trình ch nh tr , có th k đ n m t s tài li u nh :

ch d n thi t k đê sông c a Hà Lan, tiêu chu n đê phòng l c a liên bang c, tiêu chu n k thu t v công trình ch nh tr sông Nh t B n, c m nang đi u tra sông và gia c b sông, thi t k th y l c công trình khôi ph c sông ngòi t i M , s tay khôi

ph c dòng sông Úc, s tay k thu t khôi ph c dòng sông Anh và Quy ho ch, thi t kê công trình ch nh tr sông hi n đ i t i Trung Qu c T t c n i dung c a các tài li u này đ u v ch rõ khi xây d ng các công trình ch nh tr , b o v b sông c n

đ t đ c m c tiêu gi đ c hi n tr ng k t c u c a lòng, b sông t nhiên, đ m b o các công trình xây d ng không gây phá v c nh quan, môi tr ng s ng thân thi n quanh vùng ng p n c, gi n đ nh h sinh thái th y-l c ven b

T i Vi t Nam, vi c thi t k các công trình ch nh tr sông, b o v b đã có nhi u b c phát tri n quan tr ng, các công trình đ c xây d ng v i d ng kiên c , bán kiên c đã góp ph n l n vào công cu c b o v các d i đ t ven sông Vi c thi t

k các công trình ch nh tr , b o v b nhìn chung v n đ c thi t k theo các ph ng pháp truy n th ng, thiên v các lo i hình k t c u v t li u c đi n nh kè lát mái, kè

m hàn b ng đá h c, đá xây, t m bê tông đ n gi n

tham gia G n đây do yêu c u b c xúc v vi c xây d ng th đô theo h ng hi n đ i

nh ng nghiên c u này càng nhi u, trong đó đáng chú ý nh t là các nghiên c u c a

Vi n Khoa h c Th y l i, c a ngành giao thông, c a t v n n c ngoài nh

Haskoning (Hà Lan), JICA (Nh t B n) và g n đây nh t là d án “L p quy ho ch c

b n phát tri n khu v c sông H ng đo n qua Hà N i” c a t v n Seoul Hàn Qu c Nghiên c u này t p trung vào vi c quy ho ch, phát tri n Hà N i thành ph ven sông theo xu h ng hài hòa v i t nhiên l y sông H ng làm trung tâm, l y c nh quan môi

tr ng t nhiên làm ch đ o t o nên các khu đô th xanh

Công trình kè hoàn l u do GS L ng Ph ng H u, PGS Lê Ng c Bích và các c ng s nghiên c u và xây d ng ng d ng đ b o v b sông Dinh phía th xã Phan Rang (t nh Ninh Thu n) cho k t qu r t t t Công trình đ c k t c u đ o chi u hoàn l u v i h th ng g m 5 đ n nguyên đ o chi u đ c c u t o b ng h th ng các

c c bêtông mác 300 kích th c (30x30x1250) cm đóng cách nhau 1m, các t m lái dòng b ng g đ c g n k t và nâng đ b ng các c c bêtông giúp h ng dòng ch

l u ra xa b và h ng dòng ch y đáy v i bùn cát vào gây b i quanh công trình

Hình 2 12: Công trình b o v b sông Dinh t i th xã Phan Rang (Ninh Thu n)

Hình 2.13: Th m túi cát và kè b ng th m túi cát b sông Sài Gòn

2.2.2 M c tiêu c a ch nh tr sông hi n đ i

Ch nh tr sông hi n đ i là nh ng công trình mà con ng i th c hi n nh m m c tiêu con ng i hòa h p v i t nhiên, th a mãn các tiêu chí “n c s ch, ch y thoát,

b xanh, c nh đ p” và phát huy hi u qu t i đa c a sông ngòi vào m c đích phòng

l , giao thông, c nh quan và v n hóa

+ N c không b ô nhi m, lòng sông s ch: Thông qua các công trình ng n

ch n và thu h i ngu n n c ô nhi m vào đ ng ng t i n i x lý t p trung k t h p

v i các gi i pháp n o vét lòng l ch, bãi b i, làm s ch lòng sông, thu gom các v t trôi n i, ng n ch n các hành vi gây ô nhi m ngu n n c, t ng kh n ng phân n c

và d n n c làm t ng l u t c dòng ch y làm cho ch t l ng n c sông đ t đ c yêu

c u v ch t l ng và c nh quan

+ Dòng ch y thông thoát: Thông qua các gi i pháp công trình nh n o vét,

u n n n, gia c b đ nâng cao kh n ng thoát l , tiêu úng , ch ng s t l b c a lòng sông đ t đ c các tiêu chu n thi t k do nhà n c và các ngành đ ra

+ B xanh, c nh đ p: Tích c c th c hi n vi c b o v , gia c b sông b ng

cách công trình d ng sinh thái, tr ng cây, c trên bãi sông cho hai b sông đ c

th c v t che ph tr nên xanh t i Bên c nh đó, c n k t h p v i các c nh quan

xung quanh đ thi t k các công trình ch nh tr t o nên m t t ng th chung th ng

nh t, trong đó y u t t nhiên, c nh quan sông n c ph i hi n rõ và ch đ o còn các công trình ch nh tr c n n đi b ng các trang trí phù h p

2.2.3 Nh ng nguyên t c ch nh tr sông hi n đ i

M t công trình ch nh tr sông theo h ng hi n đ i hi u qu cao là công trình

h i t đ c các tiêu chí nh sau:

+ Công trình ph i đ m b o an toàn: ây là y u t tiên quy t và quan tr ng

nh t c a m t công trình ch nh tr sông Các nguyên t c, v t li u, thi t k công trình

ph i đ m b o an toàn ch ng l i đ c các tác đ ng c a dòng ch y m i có th đ m

b o tính b n v ng v m t sinh thái và c nh quan

+ Công trình hài hòa v i t nhiên: Trên c s th a mãn đ c các yêu c u an

toàn c a công trình ch nh tr trong quá trình thi t k , thi công c n tránh làm phá v

c nh quan và sinh thái đ m b o s hòa h p gi a con ng i và t nhiên

+ Công trình ch nh tr đ m b o đa m c tiêu: Bên c nh nh ng tiêu chí chính

nh phòng l , b o v b …c n t n d ng công trình đ h tr khai thác thêm các y u

t v n hóa, du l ch c nh quan vùng sông n c

2.3 Lý thuy t tính toán n đ nh công trình ch nh tr [9;13]

Khái ni m n đ nh công trình: “là tr ng thái công trình gi v ng đ c v trí,

kích th c c ng nh hình thái công trình tr c s nh h ng c a các l c tác đ ng lên công trình” (Lê Vi t Gi ng, 2007)

Lý thuy t tính toán n đ nh công trình nói chung và n đ nh công trình ch nh

tr nói riêng là m t ph m vi nghiên c u khá r ng liên quan đ n r t nhi u v n đ c a