NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN SÔNG ĐẾN ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN SÔNG HỒNG KHU VỰC HÀ NỘI

Nghiên cứu các tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định của lòng dẫn sông Hồng, khu vực Hà Nội. Trong đó nghiên cứu tổng hợp các yếu tố sau: Biến đổi khí hậu, khí tượng thủy văn, các công trình giao thông vượt sông, các công trình chỉnh trị sông, các hồ đập chứa nước thượng nguồn

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH iii

MỞ ĐẦU .1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 4

3 Cách tiếp cận 4

4 Nội dung và Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 5

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 7

1 Diễn biến lòng dẫn sông Hồng khu vực Hà Nội 7

1.1. Lòng dẫn sông Hồng liên tục bị xói sâu với tốc độ đáng báo động 7

1.2. Hình thái sông (thế sông) biến đổi theo chiều hướng bất lợi 7

1.3. Luồng lạch chưa ổn định 8

1.4. Sự thay đổi liên tục của các bãi giữa 8

2 Đánh giá tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng Hà Nội 8

2.1 Hiện trạng các công trình trên sông Hồng Hà Nội 8

2.2 Sự tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng 11

3 Dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông hồng trong tương lai 11

3.1 Xây dựng mô hình toán 2 chiều về biến đổi lòng dẫn trên sông Hồng 11

3.2 Tính toán dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng trong tương lai 12

3.2.1 Lựa chọn kịch bản tính toán 12

3.2.2 Phân tích các kết quả tính toán và dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng 13

4 Đề xuất các giải pháp ổn định lòng dẫn sông hồng 20

4.1 Đề xuất tuyến chỉnh trị một số đoạn sông 20

4.2 Xây dựng bổ sung tuyến chỉnh trị bảo vệ đường bờ Tráng Việt, huyện Mê Linh 20

4.3 Đề xuất giải pháp sử dụng thảm chống xói hạn chế xói lòng dẫn sông Hồng do tác động bất lợi từ các công trình chỉnh trị trên sông 22

4.4 Đề xuất giải pháp bảo vệ đường bờ bị xói lở quanh khu vực công trình chỉnh trị 27

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Bảng thống kê các công trình chỉnh trị trên sông Hồng Hà Nội, thuộc Dự án: Phát triển

giao thông vùng đồng bằng Bắc Bộ 9

Bảng 2: Tuyến lòng sông ổn định cho các đoạn sông Hồng [2] 20

Bảng 3: Chiều rộng đảm bảo chạy tàu [2] 20

Bảng 4: Các bán kính cong theo Altunil [2] 20

Bảng 3.1 Thảm bê tông liên kết cáp sử dụng cần cẩu và dây cáp để đặt thảm bê tông xuống vị trí cần thiết 26

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Thế sông Hồng hiện nay 7

Hình 2: Các bãi giữa và bãi bên liên tục biến đổi hàng năm 8

Hình 3: Hiện trạng mỏ hàn số 2 mỏ hàn Phú Châu 10

Hình 4: Kết cấu phần nổi của mỏ hàn Vân Phúc, huyện Phúc Thọ 10

Hình 5: Kết cấu phần nổi của mỏ hàn Tiến Thịnh, huyện Mê Linh 10

Hình 6: Kết quả chia lưới trong mô hình tính toán tại khu vực lòng sông và bãi sông 11

Hình 7: Vị trí các mỏ hàn được mô hình hóa trong MIKE 21FM 12

Hình 8: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng qua trận lũ 10/2017 14

Hình 9: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực cụm mỏ hàn Phú Châu qua trận lũ 10/2017 14

Hình 10: Vận tốc dòng chảy tại thời điểm đỉnh lũ quanh khu vực cụm mỏ hàn Phú Châu qua trận lũ 10/2017 15

Hình 11: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực cụm mỏ hàn Vân Phúc – Tiến Thịnh qua trận lũ 10/2017 16

Hình 12: Vận tốc dòng chảy tại thời điểm đỉnh lũ quanh khu vực cụm mỏ hàn Vân Phúc – Tiến Thịnh qua trận lũ 10/2017 16

Hình 13: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực cụm mỏ hàn Hồng Hà qua trận lũ 10/2017 17

Hình 14: Vận tốc dòng chảy tại thời điểm đỉnh lũ quanh khu vực cụm mỏ hàn Hồng Hà qua trận lũ 10/2017 17

Hình 15: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực cụm mỏ hàn Liên Mạc qua trận lũ 10/2017 18

Hình 16: Vận tốc dòng chảy tại thời điểm đỉnh lũ quanh khu vực cụm mỏ hàn Liên Mạc qua trận lũ 10/2017 18

Hình 17: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực mỏ hàn chia nước Nhật Tân qua trận lũ 10/2017 19

Hình 18: Vận tốc dòng chảy tại thời điểm đỉnh lũ quanh mỏ hàn chia nước Nhật Tân qua trận lũ 10/2017 19

Hình 3.1 Mặt cắt ngang kết cấu mỏ hàn đề xuất 22

Hình 3.2 Khu vực xói lở sau kè số 3 thuộc cụm mỏ hàn Phú Châu 22

Hình 3.3 Khu vực xói lở lòng dẫn sông Hồng sau kè số 2 thuộc cụm mỏ hàn Vân Phúc – Tiến Thịnh 23

Hình 3.4 Khu vực xói lở lòng dẫn sông Hồng cuối đuôi kè số 3 và số 4 thuộc cùm mỏ hàn Hồng Hà 23

Hình 3.5 Khu vực xói lở lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực kè chia nước Nhật Tân 24

Hình 3.6 Thảm bê tông liên kết bằng dây cáp chống xói ở Mỹ 24Hình 3.7 Thảm tấm bêtông liên kết bằng dây nilon chống xói đáy ở sông Trường Giang – Trung Quốc 25Hình 3.8 Các khối bê tông thành phần trong thảm bê tông có thể có nhiều hình dạng (TEK 11-12, 2002) 26Hình 3.9 Mặt cắt kè đại diện bảo vệ cho khu vực đang bị xói sâu 28Hình 3.10 Mặt cắt kè đại diện bảo vệ bờ cho khu vực bị tác động của dòng chủ lưu phía công trình chỉnh trị đẩy sang 28Hình 3.11 Kết cấu khung giá giúp bảo vệ bờ, chống xói lở 28

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sông Hồng Hà Nội từ lâu đã trở thành mối quan tâm sâu sắc của nhiều thế hệ người Việt Nam từ nhiều thế kỷ qua Trước hết, đây là một tuyến đường thương mại quan trọng, cùng với sông Thái Bình, sông Hồng đã trở thành tuyến đường thủy kết nối các thành phố lớn trong khu vực Đồng bằng Bắc Bộ như: Hà Nội, Lào Cai, Việt Trì, Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Phủ Lý, Hải Phòng, Quảng Ninh… Hiện nay, tàu bè vẫn tấp nập vận chuyển hàng hóa dọc theo tuyến đường thủy sông Hồng

Trong lịch sử phát triển của Thủ đô và đặc biệt trong 7 lần quy hoạch chung của

TP Hà Nội từ năm 1954 đến nay, trong đó đặc biệt nhất là quy hoạch Hà Nội được phê duyệt năm 1998, tiếp đến thời gian vừa qua khi mở rộng địa giới Thủ đô, sau khi quy hoạch được duyệt đã khẳng định được vai trò vị trí của khu vực hai bên sông Hồng, là trục cảnh quan chủ yếu của Hà Nội Trước khi Hà Nội mở rộng sông Hồng đi qua Hà Nội khoảng 40km, nhưng sau thời điểm mở rộng địa giới toàn bộ ranh giới Hà Nội tiếp xúc với sông Hồng lên tới gần 100km Khu vực sông Hồng đi qua nội đô Hà Nội là vị trí từng có nhiều nghiên cứu, không những của các chuyên gia trong nước mà còn có cả các chuyên gia nước ngoài Để khai thác hiệu quả bờ sông Hồng, yêu cầu thứ nhất sông Hồng phải trở thành trục cảnh quan chính của TP Hà Nội; yêu cầu thứ hai thể hiện vai trò tầm quan trọng của sông Hồng đó là phân bổ khu dân cư ở hai bên sông Hồng – đây là một khu vực có quá trình biến động về dân cư trong khu vực sông Hồng, đặc biệt theo số liệu thống kê năm 2010, đã có gần 20 vạn dân cư sống ở khu vực ven hai bên sông Hồng, đó là chưa kể những người thuộc diện tạm trú…

Trong “Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050”

được Thủ tướng chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011 đã nêu rõ:

- Phát triển hành lang sông Hồng, tạo dựng hình ảnh cảnh quan chính của thành phố

- Thiết lập trục cảnh quan lấy sông Hồng làm trung tâm khai thác các yếu tố cây xanh mặt nước cùng các thiết chế văn hóa cấp thành phố, quốc gia và quốc tế

- Hình thành tuyến du lịch trong thành phố (Citytour) bằng tàu thuỷ trên các sông Hồng

Để thực hiện thành công quy hoạch nêu trên, ngoài sự đồng lòng của tất cả người dân, các cấp ban ngành thì việc giữ ổn định tuyến lòng dẫn sông Hồng đóng vai trò hết sức quan trọng Sự ổn định tuyến lòng dẫn sẽ là cơ sở để hình thành và phát triển các tuyến du lịch đường thủy, xây dựng và phát triển hành lang ven sông và cuối cùng là trục cảnh quan lấy sông Hồng làm trung tâm với yếu tố chủ đạo là cây xanh và mặt nước

Do sông Hồng có chế độ thuỷ văn tương đối phức tạp, mực nước chênh lệch theo mùa lớn, thường gây lũ lụt vào mùa mưa, vì vậy, ngay từ thế kỷ thứ 9 (năm 866), Cao Biền đã cho đắp đê vòng quanh bảo vệ cho thành Đại La, (tên gọi khác của Hà Nội vào thế kỷ thứ 8, thứ 9), đê dài 2.125,8 trượng (≈7,09 km) đê cao 1,5 trượng (≈5,00 m), chân đê rộng 2 trượng (≈6,66 m) Đến thế kỷ 12, Năm Mậu Tý (1108), Lý Nhân Tông, niên hiệu Long Phù 3, vào mùa xuân, tháng 2 cho đắp đê ngăn nước lụt phường Cơ Xá (từ Nghi Tàm đến Lương Yên ngày nay), mở đầu cho hệ thống đê sông gần 2400 cây số ở đồng bằng Bắc Bộ ngày nay Thời thuộc Pháp, 3 mỏ hàn đã được xây dựng trên sông Hồng khu vực Hà Nội, phía trên cầu Long Biên để ổn định bãi giữa Trung Hà và chống bồi lấp cho cảng Hàng Mắm (ở Cột Đồng Hồ, đầu phía Nam cầu Chương Dương hiện nay) Mặc dù chính quyền địa phương và nhân dân sống hai bên khu vực sông Hồng từ lâu đã ý thức được tầm quan trọng của dòng sông với thành phố, nhưng phải từ sau con lũ lịch sử 1971, công tác nghiên cứu và xây dựng công trình chỉnh trị sông, đảm bảo ổn định lòng dẫn sông Hồng mới được triển khai khắp miền Bắc, đoạn sông Hồng qua Hà Nội cũng được đầu tư nghiên cứu phục vụ phòng chống lũ lụt và giao thông thủy Đặc biệt từ năm 1980 tới nay ngành giao thông đã tiến hành chỉnh trị đoạn sông phục vụ giao thông thuỷ và chống bồi lấp cảng Hà Nội Các công trình này đã ảnh hưởng rất nhiều tới biến đổi lòng sông trong khu vực Những biến động bất quy tắc như trước nay đang dần dần được đưa vào một tuyến lòng sông ổn định, một thế sông thuận lợi hơn là bất lợi Tuy nhiên, cần phải có thêm nhiều công trình nữa và cần có một khoảng thời gian dài nữa lòng sông Hồng khu vực Hà Nội mới có thế ổn định được

Những diễn biến bất thường gần đây về xói, bồi, dao động chủ lưu trong lòng dẫn

cơ sở chủ yếu là do sự thay đổi của chế độ dòng chảy từ thượng lưu, trong đó yếu tố quan trọng là sự điều tiết của hồ chứa nhà máy thủy điện Hoà Bình trên sông Đà, nhà máy thủy điện Thác Bà trên sông Chảy và gần đây là nhà máy thủy điện Tuyên Quang

hình thái lòng dẫn Ngoài ra, các công trình chỉnh trị không có quy hoạch, sai đối tượng cũng gây ra những biến động bất thường, như thay đổi ngôi thứ của các lạch, xói bồi cục bộ, dịch chuyển của các bãi giữa, bãi bên Những công trình xây dựng trong lòng sông mùa lũ cũng ảnh hưởng không ít đến lòng dẫn cơ bản do các trạng thái dòng chảy mùa lũ mà nó tạo ra

Một cách tổng quát, xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng hiện nay đang diễn ra theo hướng bất lợi cho ngành Thủy lợi, giao thông và phát triển kinh tế – xã hội của thủ đô Hà Nội, cụ thể như sau:

- Xói sâu vẫn là xu thế phát triển chung của lòng dẫn sông Hồng trong tương lai Mức độ xói sâu dự kiến sẽ là 1,0 ÷ 2,0 m/năm, tùy thuộc vào điều kiện thủy lực, hình thái, địa chất và yếu tố công trình chỉnh trị tại khu vực đó

- Tại các khu vực có công trình kè chỉnh trị, lòng sông sẽ trở nên ổn định hơn Lạch chính có xu hướng dịch chuyển ra xa khu vực có công trình chỉnh trị Tuy nhiên, dưới tác động của các cụm mỏ hàn chỉnh trị (cụm mỏ hàn Phú Châu, cụm mỏ hàn Vân Phúc – Tiến Thịnh, cụm mỏ hàn Hồng Hà, cụm mỏ hàn Liên Mạc, cụm mỏ hàn hạ lưu cầu Thăng Long) sẽ khiến cho các đường bờ ở phía đối diện sẽ có nguy cơ bị xói lở do sự dịch chuyển dòng chủ lưu Dòng chủ lưu có xu hướng húc thẳng vào đường bờ gây xói lở bờ, bãi

- Các bãi giữa sông có xu thế phát triển mạnh, kéo dài về phía hạ lưu Chúng thường không ổn định và biến đổi mạnh mẽ gây bất lợi về ổn định luồng lạch, gây mất

an toàn về giao thông thủy Hầu hết các bãi giữa là các bãi non, mới hình thành và dễ biến động theo chu kỳ năm

- Hình thái sông vẫn ở thế bất lợi cho giao thông thủy, thủy lợi và ổn định đê điều Hai đỉnh cong mới tại Tráng Việt (huyện Mê Linh) và Tầm Xá (huyện Đông Anh) sẽ có xu hướng xói sâu vào bờ, sẽ uốn khúc gấp hơn gây nhiều bất lợi về sự ổn định lòng dẫn sông Hồng

- Một số lạch lấy nước có nguy cơ bị bồi lấp nặng và có thể bị xóa sổ trong tương lai Điển hình như lạch lấy nước phía trước cửa lấy nước trạm bơm Ấp Bắc Tình trạng này sẽ diễn biến phức tạp trong tương lai, gây nhiều thiệt hại trong nông nghiệp Trong bối cảnh hiện nay, các tác động biến đổi khí hậu ngày một khắc nghiệt, rõ rệt hơn đến tài nguyên, môi trường và sự phát triển kinh tế - xã hội Các tác động này cùng với các hoạt động xây dựng các công trình phục vụ giao thông của con người trên sông Hồng đã và đang làm gia tăng tình trạng bất ổn định dòng sông Trước tính chất

vô cùng nghiêm trọng của vấn đề, việc nghiên cứu phối hợp liên ngành giữa ngành Thủy Lợi và Giao thông ngày càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết nhằm gia tăng hiệu quả của công trình phục vụ giao thông, đồng thời hạn chế thấp nhất các ảnh hưởng bất lợi đến sự an toàn cho các tuyến đê xung yếu, các khu vực đông dân cư, các

cơ sở hạ tầng kỹ thuật cũng như ổn định dòng chảy Do đó, việc triển khai đề tài:

“Nghiên cứu tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng - Thành phố Hà Nội” là hết sức bức thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được hiện trạng tác động của các công trình trên sông (tập trung vào các công trình giao thông) đến lòng dẫn sông Hồng;

- Dự báo được ảnh hưởng của các diễn biến bất lợi do tác động của các công trình trên sông (tập trung vào các công trình giao thông) đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng;

- Đề xuất được giải pháp hạn chế những diễn biến bất lợi đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng

3 Cách tiếp cận

2) Tiếp cận toàn diện, đa ngành đa lĩnh vực

Xem xét đầy đủ các yếu tố phát triển khi nghiên cứu đề tài bao gồm các lĩnh vực kinh tế xã hội, môi trường sinh thái,…; các giải pháp được xem xét toàn diện từ giải pháp công trình đến các giải pháp phi công trình

3) Tiếp cận tổng hợp và phát triển bền vững

Từ các quy hoạch chung về sử dụng nước, các quy hoạch về phát triển thành phố Hà Nội, các quy hoạch về phát triển giao thông thủy trên sông Hồng, các quy hoạch về công trình đường bộ vượt sông để xác định đúng quy mô phát triển các công trình trên sông Hồng trong giai đoạn hiện tại và tương lai Từ quy mô đó, có thể đánh giá và dự báo được các tác động của các hoạt động kinh tế-xã hội đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng Trước các hoạt động kinh tế-xã hội, lòng dẫn sông Hồng sẽ bị biến đổi theo thời gian, kéo theo những hệ lụy không mong muốn Do đó, việc nghiên cứu phải dựa trên cách tiếp cận tổng hợp và phát triển bền vững

4) Tiếp cận kế thừa

Đề tài sử dụng các kết quả nghiên cứu có liên quan gần đây về sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội của các cơ quan như trường Đại học Thủy lợi, Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, Viện Quy hoạch thủy lợi nhằm tiết kiệm kinh phí nghiên cứu

5) Tiếp cận công nghệ mới

Đề tài sẽ tiếp cận sử dụng các công cụ thiết bị hiện đại về tính toán, mô phỏng diễn biến lòng dẫn sông (MIKE 21) để nghiên cứu đánh giá, dự báo các tác động không muốn của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng Từ đó, đề xuất các giải pháp phòng tránh kịp thời và phù hợp

6) Tiếp cận chuyên gia

- Với kinh nghiệm rất lớn từ các chuyên gia và tổ chức khoa học nước ngoài (nhất

là nghiên cứu cơ bản và các kết quả từ các dự án thực tế), thông qua thông tin từ các tài liệu nước ngoài, đề tài sẽ tích cực liên hệ, tiếp cận để thu thập thông tin nghiên cứu ngoài nước có liên quan để áp dụng trong nghiên cứu

- Sử dụng các hội thảo, hội nghị theo một số chuyên đề nghiên cứu chính để lấy ý kiến các chuyên gia, các nhà quản lý, địa phương để sản phẩm có thể được ứng dụng trong công tác quản lý của ngành và các địa phương

4 Nội dung và Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng

- Phương pháp tổng hợp, kế thừa: Thống kê, tập hợp tất cả các tài liệu có liên

quan đến lòng dẫn sông Hồng Hà Nội, các công trình trên sông (công trình lái dòng chảy, công trình đường bộ vượt sông ) Kế thừa các dự án, đề tài nghiên cứu khoa học có liên quan đến hiện tượng biến đổi lòng dẫn sông Hồng

- Phương pháp phân tích, tổng hợp: Các số liệu thu thập hầu hết đều ở dạng thô,

khó kiểm soát Do đó, sau khi thu thập, các tài liệu liên quan phải được xử lý để đánh giá được độ chính xác của tài liệu số liệu Đối với các tài liệu, số liệu có độ sai lệch lớn, cần phải được tỉnh chỉnh trước khi đưa vào cơ sở dữ liệu của phần mềm

quản lý

- Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Tiến hành điều tra, khảo sát ngoài thực địa để nắm bắt và đánh giá sơ bộ hiện trạng công trình trên sông

- Phương pháp phân tích nội nghiệp: Trên cơ sở các tài liệu thu thập, các đánh giá

sơ bộ hiện trạng công trình, tiến hành đánh giá chi tiết hiện trạng công trình Từ đó, phân tích diễn biến lòng dẫn sông Hồng khu vực Hà Nội quanh khu vực các công

trình nghiên cứu

- Phương pháp chuyên gia: Để đảm bảo các đánh giá, phân tích đạt kết quả tốt, đề

tài sẽ tổ chức lấy ý kiến tham luận từ các chuyên gia đầu ngành thủy động lực học sông đến từ các cơ quan nghiên cứu có uy tín như Trường Đại học thủy lợi, Viện

Khoa học thủy lợi Việt Nam…

- Phương pháp kỹ thuật số: Để xây dựng bản đồ hiện trạng công trình trên sông

Hồng khu vực Hà Nội tỷ lệ 1:10.000 trên nền Mapinfo, đề tài sẽ áp dụng các công nghệ số hóa bản đồ tiên tiến hiện nay như sử dụng phần mềm Mapinfo, gắn với bản

đồ Google Earth và thiết bị GPS cầm tay

- Phương pháp mô hình toán: Trong trường hợp cần thiết, nếu cần thêm công cụ hỗ

trợ phục vụ phân tích thì mô hình toán là công cụ phù hợp nhất Mô hình toán có khả năng mô tả các hiện tượng vật lý diễn ra trên một đoạn sông nghiên cứu

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Diễn biến lòng dẫn sông Hồng khu vực Hà Nội

Lòng sông Hồng tiếp tục có xu hướng hạ thấp khoảng từ 5,0 ÷ 7,0 m trong giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2018 Lòng dẫn bị hạ thấp khiến cho ngành thủy lợi gặp rất nhiều khó khăn trong việc lấy nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp Bên cạnh đó, nguy cơ mất ổn định đường bờ sông Hồng là hiện hữu

Nhìn tổng quát, hình thái mặt bằng sông Hồng đoạn từ Sơn Tây đến trạm thủy văn Hà Nội cho thấy: những năm 2000 các đỉnh cong của sông Hồng không quá gấp khúc, dòng chảy chủ yếu ở giữa hai bờ Tả và Hữu Tuy nhiên, những năm gần đây lòng dẫn sông Hồng liên tục hình thành những khúc cong mới, độ gấp khúc của sông Hồng tại các đỉnh cong cũng tăng lên làm gia tăng nguy cơ gây mất ổn định đường bờ và gây khó khăn cho các hoạt động giao thông thủy

Hình 1: Thế sông Hồng hiện nay

1.3. Luồng lạch chưa ổn định

Do ảnh hưởng chỉnh trị từ các công trình trên sông, lòng dẫn sông Hồng hiện nay vẫn đang tiếp tục biến đổi liên tục và chưa thể ổn định trong khoảng 3 ÷ 5 năm tới Tại

vị trí mặt cắt số 64 (khu vực cụm mỏ hàn Hồng Hà), chỉ trong khoảng 1 năm là năm

2017 đến năm 2018, sau trận lũ tháng 10/2017, một lạch mới đã xuất hiện phía bờ Tả Điều này khiến cho các hoạt động giao thông thủy cũng trở nên khó khăn do xu thế thay đổi luồng lạch là quá nhanh

Do sự phát triển của các bãi giữa và bãi bên, hoạt động vận tải thủy cũng bị tác động mạnh mẽ Sự không ổn định luồng lạch dẫn đến nhiều vụ tai nạn đường thủy trến sông Hồng

Hình 2: Các bãi giữa và bãi bên liên tục biến đổi hàng năm

2 Đánh giá tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng Hà Nội

2.1 Hiện trạng các công trình trên sông Hồng Hà Nội

Từ những năm đầu của thập kỷ 70 thế kỷ 20, hàng loạt mỏ hàn đã được xây dựng tại khu vực ngã ba Việt Trì Một số mỏ hàn hiện vẫn còn đang hoạt động và phát huy tác dụng trong việc chỉnh trị sông, phục vụ giao thông thủy

Hệ thống mỏ hàn trên sông Hồng đoạn qua Hà Nội được xây dựng liên tục và hoàn thiện trong nhiều năm liên tục Mỏ hàn chỉnh trị sông Hồng chủ yếu có dạng kết cấu là đá đổ và cọc Sau đây sẽ là thống kê và hiện trạng của các công trình mỏ hàn dọc sông Hồng - thành phố Hà Nội Xuôi theo chiều dòng chảy của sông Hồng, số lượng và vị trí các mỏ hàn nắn chỉnh dòng chảy phục vụ giao thông thủy trên địa bàn thành phố Hà Nội được thống kê trong bảng sau

Bảng 1: Bảng thống kê các công trình chỉnh trị trên sông Hồng Hà Nội, thuộc Dự án:

Phát triển giao thông vùng đồng bằng Bắc Bộ

Hình 3: Hiện trạng mỏ hàn số 2 mỏ hàn Phú Châu

Hình 4: Kết cấu phần nổi của mỏ hàn Vân Phúc, huyện Phúc Thọ

Hình 5: Kết cấu phần nổi của mỏ hàn Tiến Thịnh, huyện Mê Linh

2.2 Sự tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng

Các cụm mỏ hàn chỉnh trị luồng lạch phục vụ giao thông thủy (thuộc Dự án : Phát triển giao thông vùng đồng bằng Bắc Bộ do World Bank tài trợ (The Northern Delta Transport Development Project), dự án triển khai từ năm 2012) đều có ảnh hưởng tích

cực đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng Dòng chủ lưu đã bị đẩy ra xa khỏi đường bờ được bảo vệ, lạch chính cũng được đẩy ra xa làm giảm bớt nguy cơ xói lở đường bờ Tuy nhiên, ở các khu vực đường bờ đối diện đã đang có nguy cơ bị xói lở tấn công Riêng mỏ hàn chia nước hạ lưu cầu Thăng Long có ảnh hưởng cực kỳ tiêu cực đến lòng dẫn sông Hồng khu vực xung quanh Lạch tả phía bãi Tầm Xá bị hạ thấp nhanh chóng, khiến độ dốc lớn, bờ sông thường xuyên bị sạt lở Bên cạnh đó, tỷ lệ phân lưu vào sông Đuống cũng sẽ tăng lên làm gia tăng nguy cơ xói lở bờ sông khu vực cửa Đuống

Riêng đối với các cầu vượt sông Hồng Hà Nội, tác động chủ yếu là cản trở dòng chảy, làm gia tăng mực nước vào mùa lũ Tuy nhiên, hiện nay lòng dẫn sông Hồng đang bị xói sâu nên nguy cơ gia tăng mực nước gây mất an toàn đê điều trong mùa mưa lũ vẫn chưa ở mức nguy hiểm

3 Dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông hồng trong tương lai

3.1 Xây dựng mô hình toán 2 chiều về biến đổi lòng dẫn trên sông Hồng

Hình 6: Kết quả chia lưới trong mô hình tính toán tại khu vực lòng sông và bãi sông

Quá trình thiết lập mô hình và chia lưới đã được tiến hành chi tiết, đoạn sông nghiên cứu được sơ đồ hóa theo từng vùng và từng khu vực Do đoạn sông nghiên cứu có hệ thống đê bao nên đường bao của mô hình mô phỏng được vạch theo các tuyến đê tả, hữu của sông Hồng và sông Đuống khu vực ngã ba phân lưu Phần lòng sông được chia lưới với các đoạn khác nhau tùy thuộc vào đoạn sông thẳng hoặc cong Các khu vực bãi và lòng dẫn được mô phỏng bằng lưới tam giác Các mảng lưới bộ phận cuối cùng được ghép lại thành một lưới duy nhất để tính toán Với mục tiêu nghiên cứu, xác định tỷ lệ phân lưu là chính nên việc chia lưới phải đảm bảo được mô phỏng tốt quá trình dòng chảy mùa lũ, mùa nước trung và mùa kiệt trên sông Hồng

Với kết quả chia lưới như trên, mô hình thiết lập gần như mô tả được những thay đổi về biến đổi của địa hình lòng dẫn khu vực nghiên cứu

Hình 7: Vị trí các mỏ hàn được mô hình hóa trong MIKE 21FM

3.2 Tính toán dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng trong tương lai

3.2.1 Lựa chọn kịch bản tính toán

Trong tháng 10/2017, lần đầu tiên hồ Hòa Bình tiến hành mở 8 cửa xả đáy để xả lũ

về hạ du Lưu lượng lũ đo được tại trạm thủy văn Sơn Tây đạt mức 14400 m3/s, tương ứng với mực nước là +11,81 m (xấp xỉ báo động I; +12,40m) Do xả lũ khẩn cấp trong tình huống nguy hiểm nên mực nước sông đã gia tăng nhanh chóng, dòng chảy xiết

Đông Quang, huyện Ba Vì, TP Hà Nội (kè bờ hữu sông Hồng tại vị trí K24+00 đến vị trí K24+800) Ngoài ra, tại khu vực cửa Đuống cũng ghi nhận một vài địa điểm xảy ra

tình trạng sạt lở bờ sông

Có thể thấy, hiện nay trên sông Hồng không còn xảy ra các trận lũ lớn như những năm 1996, 1971 do có sự cắt lũ và điều tiết của các hồ chứa thượng lưu Việc lựa chọn kịch bản lũ để tính toán và dự báo diễn biến lòng dẫn sông Hồng cần lựa chọn kịch bản đại diện, có khả năng dễ xảy ra nhất và mức độ ảnh hưởng lớn Đối chiếu mục tiêu và

nhiệm vụ đặt ra của Đề tài: “Nghiên cứu tác động của các công trình trên sông đến sự ổn định lòng dẫn sông Hồng – Thành phố Hà Nội”, nhóm nghiên cứu đã tiến hành lựa

chọn trận lũ 10/2017 (khi hồ Hòa Bình tiến hành xả 8 cửa xả đáy) để tính toán dự báo diễn biến lòng dẫn sông Hồng trong tương lai

Kịch bản được lựa chọn để dự báo mức độ biến đổi lòng dẫn sông Hồng trong trường hợp bất lợi, là khi mùa lũ trên sông Hồng xảy ra các trận lũ tiêu cực như trận lũ 10/2017

 Kết quả dự báo sẽ chỉ ra các khu vực sẽ bị xói lở mạnh khi lũ xảy ra, đặc biệt là

các trận lũ mạnh như trận lũ diễn ra trong năm 2017 Từ các vị trí được dự báo sẽ bị xói lở mạnh, sẽ đề xuất các giải pháp bảo vệ phù hợp

 Từ kết quả dự báo sự biến đổi lòng dẫn sông Hồng theo kịch bản đại diện trong

1 năm điển hình, có thể tính toán ra được tốc độ biến đổi lòng dẫn sông Hồng trong giai đoạn 5-10 năm tới

3.2.2 Phân tích các kết quả tính toán và dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn sông Hồng

Kết quả tính toán quá trình biến đổi lòng dẫn sông Hồng quá trận lũ tháng 10/2017 cho kết quả như hình bên dưới:

Hình 8: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng qua trận lũ 10/2017

Qua kết quả mô phỏng biến đổi lòng dẫn sông Hồng sau trận lũ tháng 10/2017 cho thấy, mức độ biến động lòng dẫn sông Hồng là lớn

+ Vị trí cục bộ bị xói sâu nhất: -1,6 ÷ -2,0 m

+ Vị trí cục bộ bị bồi lắng lớn nhất: +1,2 ÷ +1,60 m

(1) Đường bờ quanh khu vực cụm mỏ hàn Phú Châu

Hình 9: Biến đổi lòng dẫn sông Hồng quanh khu vực cụm mỏ hàn Phú Châu qua trận

lũ 10/2017

Do tác động của cụm mỏ hàn Phú Châu, đường bờ đã tương đối ổn định Dòng chảy