Nghiên cứu nguyên nhân mất ổn định bờ sông, tương ứng đoạn từ k21+600 đến k26+500 đê hữu hồng, huyện ba vì, hà nội và đề xuất giải pháp gia cố

Đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông Hồng, đoạn từ K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, huyện Ba Vì, Hà Nội và đề xuất giải pháp gia cố” đã lựa chọn đoạn bờ sông nằm ngay h

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Việt Hà

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG TƯƠNG ỨNG ĐOẠN TỪ K21+600 ĐẾN K26+500 ĐÊ HỮU HỒNG HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Việt Hà

NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG TƯƠNG ỨNG ĐOẠN TỪ K21+600 ĐẾN K26+500 ĐÊ HỮU HỒNG HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CỐ

Chuyên ngành: Địa chất môi trường

Mã số: 8440201.3

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Dương Thị Toan

Hà Nội - 2019

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, khoa Địa chất, trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐH Quốc Gia Hà Nội, đã tạo điều kiện cho tôi được sử dụng phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật và nhiệt tình hướng dẫn trong suốt quá trình làm luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ, nhân viên Hạt Quản lý Đê điều Ba Vì, Hạt Quản lý Đê điều Sơn Tây, Trạm Thủy văn Sơn Tây và Công ty cổ phần Tập đoàn Xây dựng và Du lịch Bình Minh (đơn vị thi công) đã hỗ trợ và cung cấp số liệu cho tôi thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi muốn nói lời cảm ơn tới những người thân, các bạn bè và đồng nghiệp trong phòng Địa chất, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Điện 1 đã luôn động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2019

Học viên

Nguyễn Việt Hà

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông 5

1.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 15

CHƯƠNG 2 CỞ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Cơ sở tài liệu 25

2.2 Phương pháp khảo sát, đo vẽ ngoài hiện trường 25

2.3 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất 31

2.4 Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm và mô hình số 36

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ MẤT ỔN ĐỊNH BỜ SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

3.1 Hiện trạng sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu 38

3.2 Đặc điểm điều kiện cấu trúc bờ sông và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông 47

3.3 Nguyên nhân kích hoạt và các cơ chế gây mất ổn định bờ sông 67

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG 77

4.1 Tổng quan giải pháp công trình bảo vệ bờ sông 77

4.2 Đề xuất giải pháp 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết và lý do lựa chọn đề tài

Sạt lở bờ sông là một trong những loại hình tai biến địa chất đang diễn ra hàng ngày dọc các lưu vực sông, cuốn trôi nhà cửa và đất đai Sạt lở bờ sông không những ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân sinh sống ven bờ sông mà còn đe dọa đến vấn đề an toàn đê điều và hàng năm làm tiêu tốn ngân sách nhà nước

Những năm gần đây, ngoài các yếu tố thay đổi về khí hậu do hiện tượng thời tiết cực đoan, các công trình thủy lợi, thủy điện xây dựng ở thượng lưu sông Đà, sông

Lô đã làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên của sông, giảm lượng phù sa đưa về hạ lưu, gây mất cân bằng bồi tích; Việc khai thác cát vượt mức cho phép làm thay đổi lòng dẫn; Các công trình chỉnh trị không có quy hoạch tổng thể dẫn đến thiếu hiệu quả và lãng phí đầu tư; Các công trình xây dựng dân dụng tự phát mọc lên không có quy hoạch và lấn chiếm hành lang thoát lũ đã dẫn đến tình trạng sạt lở bờ sông Hồng trở nên phức tạp

Đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông Hồng, đoạn từ K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, huyện Ba Vì, Hà Nội và đề xuất giải pháp gia cố” đã lựa chọn đoạn bờ sông nằm ngay hạ du của hợp lưu ba con sông: sông Thao, sông Đà và sông Lô, đây là nơi có chế độ thủy văn phức tạp, có ảnh hưởng của các hoạt động địa chất động lực mạnh, các công trình xây dựng ven bờ phát triển mạnh

và đang lấn chiếm hành lang thoát lũ, hoạt động khai thác cát trái phép đang diễn ra hàng ngày và các công trình bảo vệ bờ sông chưa được thực hiện hoặc thực hiện theo phương pháp truyền thống chưa mang lại hiệu quả Hàng năm đã xảy ra nhiều đoạn bờ sông bị sạt lở có cả nguyên nhân từ tự nhiên và các hoạt động của con người Đặc biệt, sạt lở bờ sông ảnh hưởng trực tiếp đến các công trình của dân cư sinh sống hai bên bờ sông Vì thế việc đánh giá hiện trạng, nghiên cứu nguyên nhân gây sạt lở

là rất cần thiết làm cơ sở cho các giải pháp gia cố ổn định bờ sông, đánh giá an toàn hành lang thoát lũ, đảm bảo ổn định cho các công trình dân sinh và các công trình đê điều chống lũ trong phạm vi nghiên cứu

2 Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, làm rõ nguyên nhân gây mất ổn định bờ sông đoạn K21+600 đến K26+500 và đề xuất giải pháp gia cố phù hợp bảo vệ bờ sông cho khu vực nghiên cứu

3 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đoạn bờ sông dài gần 5 km, tương ứng K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, thuộc các xã Chu Minh, Đông Quang và Cam Thượng huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội

4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Tổng hợp, điều tra khảo sát, đánh giá hiện trạng bờ sông Đặc

điểm địa hình địa mạo, cấu trúc địa chất – địa chất công trình, địa chất thủy văn và các hoạt động của con người, ảnh hưởng đến quá trình phá hủy bờ sông:

1.1 Thu thập, tổng quan tài liệu liên quan về vấn đề nghiên cứu trong và ngoài nước Tổng hợp những vấn đề lí luận về quá trình phá hủy bờ sông do các yếu tố như: chế độ mưa, chế độ thủy động lực (dao động mực nước nước sông và nước ngầm, vận tốc và lưu lượng dòng chảy, vận chuyển và lắng đọng trầm tích), sự thay đổi tính chất cơ lý của đất Nhận định các yếu tố ảnh hưởng và các loại hình phá hủy bờ sông đoạn nghiên cứu

1.2 Thu thập tài liệu về khu vực nghiên cứu: tài liệu địa chất, địa hình, số liệu quan trắc thủy văn, điều kiện khí hậu, lượng mưa, dao động mực nước sông và mực nước ngầm, vận tốc dòng chảy

1.3 Tiến hành khảo sát thực địa, đánh giá hiện trạng, thí nghiệm hiện trường, thu thập và phân tích mẫu:

- Khảo sát khu vực nghiên cứu, ghi nhận và mô tả hiện trạng bờ sông;

- Xác định mặt cắt chuẩn và các vị trí khảo sát chi tiết phục vụ các mục tiêu nghiên cứu của đề tài;

- Đo đạc các thông số địa hình bờ sông

- Khoan địa chất công trình; đào hố; lấy các mẫu nguyên dạng, không nguyên dạng; mô tả cấu trúc địa tầng và thực hiện các thí nghiệm địa chất thủy văn, địa kỹ thuật tại hiện trường

1.4 Phân tích các tính chất địa kỹ thuật trong phòng thí nghiệm

1.5 Lập mặt cắt địa hình dòng sông, bờ sông, vẽ các mặt cắt địa chất công trình đại diện

1.6 Tổng hợp và đánh giá các hoạt động của con người trong khu vực nghiên cứu, ảnh hưởng đến ổn định bờ sông

Nội dung 2: Nghiên cứu xác định nguyên nhân và phân tích cơ chế gây mất

ổn định bờ sông bởi sự thay đổi các yếu tố về dao động mực nước sông và nước ngầm, lượng mưa…

Sử dụng mô hình số (SEEP/W và SLOPE/W trong Geoslope) nghiên cứu ổn định bờ sông với một số trường hợp khác nhau về đặc điểm địa chất công trình (loại đất, chiều dầy và tính chất cơ lý), tốc độ xói lở đất Mô hình phân tích đánh giá ảnh hưởng của chế độ mưa ở một số kịch bản khác nhau về cường độ, thời gian, chu kỳ mưa Đánh giá đồng thời các yếu tố tác động của mực nước sông và nước ngầm gây

ra sự thay đổi tính chất cơ lý của đất, sự chênh áp lực Các thông số và tính chất đất

đã được xác định trong nội dung 1 phục vụ nội dung 2, bao gồm: Tính chất vật lý (thành phần hạt, độ ẩm, tỷ trọng), sức chống cắt, lực hút dính và hệ số thấm của đất Kết quả phân tích là lập mối tương quan giữa hệ số an toàn của bờ sông (Factor of Safety, FOS) với các điều kiện khác nhau về địa hình bờ sông, sự dao động mực nước, tác động của mưa Đánh giá lại ổn định bờ sông và kiểm toán lại hệ

số an toàn với giải pháp gia cố đã đề xuất bằng phần mềm SLIDE của hãng Rocscience

Nội dung 3: Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông khu vực nghiên cứu Dựa vào

kết quả khảo sát và phân tích các điều kiện và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu, đánh giá được sự ảnh hưởng các yếu tố gây mất ổn định bờ sông để

đề xuất giải pháp gia cố phù hợp cho đoạn bờ sông khu vực nghiên cứu

5 Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông

1.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 2 CỞ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở tài liệu

2.2 Phương pháp khảo sát, đo vẽ ngoài hiện trường

2.3 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất

2.4 Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm và mô hình số

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG, NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ MẤT ỔN ĐỊNH

BỜ SÔNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Hiện trạng sạt lở bờ sông khu vực nghiên cứu

3.2 Đặc điểm điều kiện cấu trúc bờ sông và nguyên nhân gây sạt lở bờ sông

3.3 Nguyên nhân kích hoạt và các cơ chế gây mất ổn định bờ sông

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG

4.1 Tổng quan giải pháp công trình bảo vệ bờ sông

4.2 Đề xuất giải pháp

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các vấn đề liên quan đến ổn định bờ sông

1.1.1 Cơ sở lý thuyết và các loại hình phá hủy bờ sông

Hiện tượng phá hủy bờ sông là hiện tượng tự nhiên, thường xuyên xảy ra và có diễn biến hết sức phức tạp, nó phụ thuộc và chịu sự tác động của nhiều yếu tố nội sinh, ngoại sinh, như: điều kiện địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm khí hậu thủy văn, hình thái sông, các yếu tố thủy lực dòng chảy và những tác động khác của con người, như: các công trình chỉnh trị trên sông, các công trình xây dựng ven sông, các hoạt động khai thác cát và các hoạt động giao thông thủy vv

Theo các nghiên cứu và mô tả về các loại hình phá hủy bờ sông (Watson AJ and Basher LR (2006), Nasermoaddeli MH (2011), Toan DT (2014)), thông thường có hai dạng phá hủy bờ sông: Sạt lở bờ sông do trọng lực và xói lở bờ kết hợp trượt lở

bở sông do trọng lực Các loại hình phá hủy bờ sông thường gặp trên thế giới được tổng hợp trong Bảng 1.1 và Bảng 1.2

Bảng 1.1 Các kiểu phá hủy bờ cơ bản (Watson AJ and Basher LR, 2006)

Cơ chế trượt Loại Dòng chảy Đặc điểm vật liệu Điều kiện

Trượt nông Trọng lực Chậm Đất hạt mịn, đất dính yếu Bão hòa Lớp đất của vật liệu bờ trượt dọc

mặt phẳng song song với bề mặt bờ sông

Trượt cung

tròn Trọng lực Chậm Đất hạt mịn, đất dính Bão hòa Sự dịch chuyển sâu của vật liệu bờ

theo dạng cung tròn Trượt phẳng Trọng lực Chậm Đất hạt mịn, đất dính Biến đổi Cả khối đất bờ sông trượt theo mặt phẳng Dòng chảy

ướt Trọng lực Chậm

Đất hạt mịn, đất dính Bão hòa Dòng chảy đất bão hòa Dòng chảy

khô Trọng lực Chậm Đất rời Khô Các vật liệu rời rơi/đổ xuống chân

bờ sông Đất/đá đổ Trọng lực Chậm Đất dính yếu Khô Vật liệu rời hoặc khối đất/đá đổ

xuống sông từ trên bờ vách đứng Bục đất Kết hợp Chậm Đất hạt mịn, đất dính Bão hòa Khối đất nhỏ bị đẩy ra ngoài do áp

lực nước lỗ rỗng và đẩy nổi Xói ngầm Kết hợp Chậm Xen kẽ hạt mịn

và thô Bão hòa

Mất sức bền do dòng chảy ưu thế ở vùng có áp lực nước lỗ rỗng cao Xói hàm ếch Kết hợp Chậm Hỗn hợp Biến đổi Sập đổ khối đất trên hàm ếch Xói chân bờ Thủy lực Cao Thường đất

Bão hòa Xói và vận chuyển đất ở chân bờ

Bảng 1.2 Một số mô hình phá hủy bờ sông thường gặp

Dạng sạt lở do trọng lực Mô tả loại hình sạt trượt

Trượt nông: Hiện tượng trượt một lớp mỏng song song bề mặt bờ dốc Xảy

ra khi bờ sông có độ dốc vừa phải, độ dốc bờ lớn hơn góc nội ma sát

Trượt cung tròn: Với mặt trượt là một cung tròn, thường xảy ra tại các khu vực đất có liên kết chặt, bờ sông dốc, nước rút nhanh

Trượt phẳng: Hiện tượng trượt hoặc sạt

đổ một khối lớn của bờ, xảy ra khi bờ có

độ dốc lớn, vật liệu bờ có thành phần hạt mịn liên kết chặt Khi bờ sông hình thành các vết nứt và cho phép nước mặt, nước sông chảy vào làm giảm độ ổn định của bờ gây nên hiện tượng trượt Dạng kết hợp xói lở và trượt trọng lực

Phá hủy bờ dạng hàm ếch: Hiện tượng xảy ra tại khu vực có bờ cao và có dòng chảy hoạt động Dòng chảy làm chân bờ

bị xói tạo ra những hàm ếch ngay tại chân bờ, bờ nhô ra chịu tác dụng của trọng lực vượt quá sức kháng cắt của đất

và khối bờ nhô ra sẽ sập xuống

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam

Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Các nghiên cứu trên thế giới về ổn định bờ sông chủ yếu tập trung nghiên cứu

cơ chế và quá trình phá hủy bờ sông, thông qua các yếu tố địa chất, thủy văn, động lực dòng chảy sông, quá trình dao động mực nước và dòng chảy ngầm Tổng thể có thể chia các nghiên cứu thành hai nhóm đề tài: trượt khối và kết hợp xói vật liệu và trượt khối

Các nghiên cứu về trượt khối được phân tích dựa theo sự ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng dương và cột áp lực thủy tĩnh trong các nghiên cứu của Rinaldi và nnk (2008), Luppi và nnk (2009), hoặc của khe nứt và xói ngầm do dòng thấm trong nghiên cứu của (Fox và nnk (2006, 2008, 2009), Chu-Agor và nnk (2008) Các bài toán mô hình xói mòn đất được thực hiện với sự kết hợp trượt khối và xói mòn đất do tác động trực tiếp của dòng chảy được phân tích trong các nghiên cứu của Ning-Bo

và nnk (2011), Samadi và nnk (2013)

Ảnh hưởng của sự thay đổi mực nước sông và áp lực nước lỗ rỗng

Các bài báo nghiên cứu về ổn định bờ sông ở Italia đã tập trung nghiên cứu các ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng, thay đổi tính chất đất đến ổn định bờ sông

Cơ chế các quá trình thay đổi được phân tích dựa vào các số liệu quan trắc dao động sức hút dính của đất, mực nước sông, chênh áp và cột áp thủy tĩnh (Rinaldi và nnk (2008), Luppi và nnk (2009)) Sức hút dính của đất thay đổi lớn theo mùa và theo từng đợt mưa lũ Dao động mực nước sông, mực nước ngầm là những nguyên nhân

cơ bản làm thay đổi sức hút dính, sau đó gây ảnh hưởng đến các tính chất độ bền của đất Các yếu tố liên quan đến ổn định bờ sông, bao gồm: các chỉ tiêu kháng cắt, sức hút dính của đất; địa hình bờ sông và thay đổi tỷ số mực nước so với chiều cao

bờ sông (Hw/H) Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng được phân tích từ số liệu quan trắc

và so sánh kết quả với các mô hình ở điều kiện thủy lực và bờ sông khác nhau Kết quả phân tích sự thay đổi của hệ số an toàn (FOS) cho thấy khi mực nước sông dâng

sức hút dính tăng nhưng tăng đến giá trị thấp hơn trước mùa mưa lũ, FOS giảm bởi

vì mất giá trị áp lực thủy tĩnh, FOS và Hw/H có mối tương quan theo đường thẳng

Ảnh hưởng của áp lực dòng chảy ngầm

Nhóm nghiên cứu Trường Đại học Oklahoma đã có các nghiên cứu cơ chế dòng chảy sông Mississippi và những ảnh hưởng tới ổn định bờ sông Những nghiên cứu của nhóm này tập trung vào xói chân bờ do dòng thấm, làm sáng tỏ cơ chế thấm từ trong bờ ra phía sông và xây dựng các phương pháp xác định khoảng cách xói ngầm (Fox và nnk (2006, 2008, 2009), Chu-Agor và nnk (2008)

Một loạt các thí nghiệm mô hình được xây dựng để nghiên cứu ảnh hưởng dòng thấm đến ổn định bờ sông, Fox và nnk (2006) đã sử dụng thấm kế để xác định tốc

độ xói ngầm ngoài hiện trường (Hình 1.1)

Hình 1.1 Thí nghiệm xác định tốc độ xói ngầm (Fox GA, 2006)

Fox và nnk (2007) phân tích vai trò của thành phần vật chất và địa tầng bờ sông trong việc kiểm soát dòng thấm, xác định mối tương quan giữa xói ngầm với lượng mưa, mực nước sông và với áp lực nước lỗ rỗng Chu-Agor và nnk (2008) là nghiên cứu xét đến nhiều yếu tố trong một bài toán: suy giảm độ bền của đất, thấm do chênh

áp, cơ chế vận chuyển của hạt đất và xói ngầm dưới tác động dòng chảy ngầm và Samadi (2013) đã xây dựng mô hình hóa hiện tượng xói ngầm tại chân bờ trong phòng thí nghiệm (Hình 1.2)

Hình 1.2 Quá trình phá hủy bờ do thay đổi mực nước và xói chân bờ (Samadi, 2013) Kết quả chỉ ra rằng bờ sông trượt lở dạng kéo, hoặc bục xảy ra khi áp lực thấm lớn hơn sức bền của đất và vật liệu chân bờ bị xói xảy ra khi chênh áp dòng thấm lớn hơn sức bền ban đầu của khối đất, cuối cùng bờ sông bị sập phần phía trên do trọng lực

Chu-Agor và nnk (2009) có nghiên cứu đầu tiên đề xuất phương pháp đánh giá

mô hình quá trình xói ngầm chân bờ (Hình 1.3)

Ảnh hưởng của dòng chảy sông đến quá trình xói chân bờ

Darby và nnk (2007) đã sử dụng lưới phần tử hữu hạn trong phần mềm SLOPE để mô phỏng sự thay đổi hình dạng hàm ếch do xói mòn chân bờ trong quá trình nước sông dâng cao theo ý tưởng như của Chu-Agor và nnk (2009) Kết quả các kịch bản xói mòn chân bờ được so sánh với nhau để chỉ ra vai trò quan trọng của xói mòn trong việc thay đổi địa hình bờ sông, dẫn tới sự sập đổ bờ Mô hình này cũng được áp dụng trong nghiên cứu của Rinaldi và nnk (2008) Lợi thế của phương pháp này là mô hình có thể thực hiện với thông số đầu vào là lực cắt của dòng chảy tính toán từ mô hình thủy động lực Trong đó, thể tích đất bị xói có thể tính và so sánh với

sau đó những ảnh hưởng dự đoán của việc xói tới ổn định bờ sông được phân tích

Mô hình này có một số giới hạn: mô hình không phân tích dạng trượt khối cung tròn, không mô hình hóa được sự biến đổi mực nước ngầm Ảnh hưởng của dao động mực nước sông tới dao động mực nước ngầm không được phân tích trong BSTEM Kết quả phản ảnh điều kiện thực tế một cách hạn chế, bởi vì thay đổi mực nước ngầm là

số liệu nhạy cảm tác động đến áp lực nước lỗ rỗng

Các phương pháp nghiên cứu, kết quả nghiên cứu và hướng tiếp cận vấn đề sạt

lở bờ sông trên thế giới sẽ góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết cho đề tài này

Tình hình nghiên cứu trong nước

Do đặc điểm địa hình địa mạo, Việt Nam hệ thống mạng lưới sông ngòi khá dày đặc Ở đồng bằng Bắc Bộ có hai hệ thống sông chính là hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình Lan tỏa khắp đồng bằng là các phụ lưu như: sông Đà, Thao, Lô, Hồng, Cầu, Thương, Lục Nam; các chi lưu như: Đuống, Thái Bình, Kinh Thầy, Kinh Môn, Lai Vu, Gùa, Mía, Mới, Luộc, Lạch Chay, Hoá, Trà Lý, Ninh Cơ v.v… Đồng bằng Nam Bộ có hệ thống sông Cửu Long và đồng bằng sông Đồng Nai, với hệ thống sông và kênh rạch chằng chịt với mật độ cao Khu vực Miền Trung có sông Hương, sông Hàn, sông Lam, sông Ba, sông Thạch Hãn, sông Ngàn Sâu, sông Trà Khúc, sông Bến Hải, sông Thu Bồn, sông Gianh, sông Nhật Lệ các sông ở Miền Trung chủ yếu bắt nguồn từ dãy Trường Sơn và đổ ra Biển Đông, các sông thường dốc và ngắn Các hiện tượng liên quan tới sạt lở bờ sông ở Việt Nam đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trên các khía cạnh như tác động thủy động lực dòng chảy, chế độ xói lở - lắng đọng và vận chuyển trầm tích, các hiện tượng trượt lở, thấm và sụt lún đê… Mỗi nghiên cứu đều đạt được những kết quả nhất định góp phần làm sáng tỏ các vấn đề liên quan

Trong nghiên cứu sạt lở bờ sông một cách tổng thể ở Việt Nam được thực hiện bởi các đề tài, dự án có quy mô lớn Một trong đề tài lớn phải kể đến là “Dự án nghiên cứu phòng chống sạt lở bờ sông, bờ biển” của Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường, 2001; “Nghiên cứu đánh giá tai biến sạt lở bờ sông khu vực các tỉnh

miền núi phía Bắc Đề tài nhánh thuộc Đề tài độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng chống” của Viện Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện Địa chất, 2005 Dự án đã thống kê toàn bộ thực trạng và nguyên nhân một cách tổng thể

về hiện tượng sạt lở bờ sông giai đoạn trước 2001 cho các hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình ở Bắc Bộ, hệ thống sông Cửu Long ở Nam Bộ, hệ thống sông miền Trung ở Trung Bộ Dự án đã chia sạt lở bờ sông theo mức độ gây ra thiệt hại đối với các lĩnh vực xã hội, kinh tế gồm các loại: Sạt lở ảnh hưởng đến đê điều; Sạt lở ảnh hưởng đến thành phố đô thị, khu dân cư, công trình kinh tế trên bãi sông và sạt lở ảnh hưởng đất canh tác và cây trồng trên bãi sông Các nguyên nhân sạt lở bờ sông được phân tích gồm: do sự thay đổi khí hậu toàn cầu với nạn phá rừng đầu nguồn,

do quy luật diễn biến tự nhiên của dòng sông, do cấu tạo lòng sông bởi các lớp đất mịn dễ bị xói lở, do việc lấn chiếm bãi sông làm thu hẹp diện thoát lũ, lũ chỉ tập trung vào lòng chính tốc độ dòng chảy tăng lên và dòng chảy công phá bờ sông mạnh hơn dẫn tới sạt lở bờ mạnh, do ảnh hưởng bởi điều tiết của các hồ chứa của các công trình thủy điện

Đề tài “Nghiên cứu đánh giá tai biến sạt lở bờ sông khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc” được thực hiện năm 2005 đã thống kê được hiện trạng, phân tích được nguyên nhân và đã phân vùng nguy cơ tai biến sạt lở bờ sông toàn bộ các sông của các tỉnh miền núi phía Bắc trước 2005 Các hệ thống sông được nghiên cứu, bao gồm: sông Đà, sông Thao, sông Lô, sông Hồng, sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam Hiện tượng xói lở bờ sông khá phổ biến, những đoạn có xói lở nghiêm trọng nhất là phần hạ lưu sông Thao (từ Hạ Hòa đến Bạch Hạc), phần sông Đà từ hạ lưu đập Hòa Bình đến hợp lưu sông Thao – Đà, trong đó đáng chú ý nhất là đoạn hợp lưu của ba sông Thao-Đà-Lô Các tác nhân gây sạt lở bờ sông được nêu một cách tổng thể gồm các yếu tố cơ bản là do đặc điểm địa chất-địa mạo-tân kiến tạo, đặc điểm khí hậu, thủy văn, địa chất thủy văn, tính chất cơ lý đất đá cấu tạo bờ sông, do hoạt động của con người Đề tài phân vùng sạt lở bờ sông theo mức độ phức tạp, gồm 4 mức: sạt lở rất mạnh, mạnh, trung bình và yếu

Ở khu vực nghiên cứu, có một số nghiên cứu điển hình cho bờ sông Hồng khu vực Hà Nội, như: đề tài do PGS TS Đoàn Thế Tường (2007) chủ trì và đề tài do

TS Trần Văn Tư (2010) chủ trì và một số bài báo Nguyễn Văn Tá (2007), Nguyễn Công Kiên và Nguyễn Văn Tá (2011), Nguyễn Hồng Nam (2012)… phân tích nguyên nhân sạt lở bờ sông, hiện trạng các công trình bảo vệ bờ sông, đề xuất hành lang thoát lũ hai bên bờ sông Hồng, đoạn qua thành phố Hà Nội

Đề tài của Đoàn Thế Tường và nnk (2007) với tiêu đề “Đánh giá điều kiện Địa

kỹ thuật Môi trường và kiến nghị phương hướng quy hoạch sử dụng đất hợp lý cho khu vực đới động ven sông Hồng trong phạm vi Tp Hà Nội” nghiên cứu một cách tổng thể các hiện tượng địa chất công trình xảy ra khu vực đới động ven sông Hồng khu vực thành phố Hà Nội (cũ) Đề tài đã hệ thống lại hiện trạng bờ sông, hệ thống

kỹ thuật đê, hiện trạng sử dụng đất và tình hình phát triển đới động Phân tích đặc trưng và ảnh hưởng của các yếu tố, như: môi trường địa chất, thành tạo trầm tích bờ sông và bãi bồi, đặc trưng của thủy văn dòng chảy, cấu trúc bờ và địa hình địa mạo, tính chất cơ lý đất đá bờ sông, đánh giá ổn định tuyến bờ và lòng dẫn Đánh giá khả năng ổn định bờ sông do sạt lở theo chỉ tiêu tích hợp các yếu tố điều kiện địa chất - địa kỹ thuật gây sạt lở, đề tài này và các bài báo Nguyễn Văn Tá và nnk (2007) phân chia đới bờ khu vực nghiên cứu thành 4 vùng: sạt lở rất mạnh, sạt lở trung bình, sạt lở yếu và sạt lở rất yếu tương ứng vùng A rất kém, vùng B – kém, vùng C – trung bình, vùng D – tốt cho khu vực bờ sông Hồng địa phận Hà Nội (cũ)

Đề tài do Trần Văn Tư và nnk (2010) về “Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình và dự báo khả năng xuất hiện các sự cố dọc tuyến đê sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội“, tập trung vào đối tượng nghiên cứu là ổn định đê sông phạm vi toàn bộ thành phố Hà Nội mở rộng Bài báo Trần Văn Tư và nnk (2011) đã nêu ra 6 loại hình sự cố cơ bản liên quan đến tai biến địa chất đê và bờ sông trong khu vực Sông Hồng, Hà Nội có: (i) Thấm, đùn sủi thân và nền đê, sự phát triển gia cường của biến dạng thấm dẫn đến lún sụt và vỡ đê (ii) Hiện tượng xói lở bờ sông rất nghiêm trọng gây nên mất ổn định cho đê (iii) Hiện tượng lún mặt đê quá mức cho phép gây ra sự lồi lõm mặt đê, làm khó khăn trong giao thông và làm tiền đề

cho các phá hỏng khác (iv) Hiện tượng sạt trượt mái đê thậm chí cắt sâu vào thân

đê và nền đê gây ra các phá huỷ thân đê (v) Các tác động trực tiếp của hoạt động kiến tạo hiện đại, bao gồm: tác động từ từ và chấn động gây nên nứt đê (vi) Nứt ngang đê và bãi sông kéo dài đến tận bờ sông

Một số nghiên cứu về tác động của động lực dòng chảy và các hoạt động của con người trong quá trình thay đổi lòng dẫn cũng được chú trọng Trong các nghiên cứu đó, một số mô hình số như TREM, MIKE, HEC-RAS… thường được sử dụng như trong nghiên cứu của Nguyễn Tiền Giang và Hoàng Văn Đại (2011), Hoàng Văn Đại (2010), Nguyễn Tiền Giang và nnk (2010) Các nghiên cứu này phân tích quá trình diễn biến lòng dẫn của sông, phân tích so sánh trường vận tốc, quá trình bồi xói theo phương ngang giữa phương án chỉnh trị và phương án hiện trạng sử dụng mô hình biến đổi lòng dẫn hai chiều TREM, phân tích quan hệ giữa lưu lượng bùn cát và lưu lượng nước; phân tích các thế sông chủ đạo và xu hướng dịch chuyển lòng sông để dự đoán quá trình xói lòng sông và vận chuyển trầm tích Các nghiên cứu đã chỉ ra được mối tương quan giữa động lực dòng chảy sông và quá trình xói

lở, bồi lắng; đánh giá ảnh hưởng của các công trình chỉnh trị trên sông cũng như dự báo các hoạt động diễn biến lòng dẫn Nguyễn Hồng Nam (2011) đã phân tích nguyên nhân sự cố trượt bãi sông Hồng từ K29+850 đến K30+050 đê Hữu Hồng, bằng sử dụng chương trình Plaxis, phân tích phần tử hữu hạn, mô phỏng ứng suất biến dạng Kết quả phân tích đã chỉ ra nguyên nhân sạt trượt do hoạt động khai thác cát, cụ thể là do khối cát đắp cao tại bề mặt kè

Đề tài đang thực hiện tại khu vực nghiên cứu là đề tài “Nghiên cứu cơ chế quá trình phá hủy bờ sông Hồng khu vực Hà Nội do chế độ thủy động lực của sông trong mùa mưa phục vụ việc bảo vệ bờ sông và phát triển bền vững vùng ven sông” Chủ nhiệm đề tài: TS Dương Thị Toan thực hiện từ 2016 – 2019

Tổng quan các vấn đề, các phương pháp và kết quả của các nghiên cứu trên là

nguồn tư liệu rất quý để áp dụng cho đề tài “Nghiên cứu nguyên nhân mất ổn định bờ

sông tương ứng đoạn từ K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, huyện Ba Vì, Hà Nội

và đề xuất giải pháp gia cố”

1.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.2.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu

Hà Nội nằm ở phía Tây Bắc đồng bằng châu thổ sông Hồng, tiếp giáp với các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc, Hà Nam, Hòa Bình phía Nam, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên phía Đông, Hòa Bình cùng Phú Thọ phía Tây Sau khi

mở rộng địa giới hành chính năm 2008, thành phố có diện tích 3.324,92 km², nằm ở

cả hai bên bờ sông Hồng, nhưng tập trung chủ yếu bên bờ hữu sông Hồng

Sông Hồng bắt nguồn từ Vân Nam Trung Quốc, chảy qua tỉnh Lào Cai - Yên Bái - Việt Trì - Hà Nội - Hưng Yên đổ ra biển Đông theo cửa Ba Lạt, phần chảy trên đất Việt Nam dài 541 Km Sông Hồng có lưu lượng nước bình quân hàng năm rất lớn, tới 2.640 m³/s (tại cửa sông) Tuy nhiên, lưu lượng nước phân bổ không đều, về mùa khô lưu lượng giảm chỉ còn khoảng 700 m³/s, nhưng cao điểm mùa mưa có thể đạt tới 30.000 m³/s Lượng phù sa của Sông Hồng rất lớn, trung bình mỗi năm khoảng 100 triệu tấn, khoảng gần 1,5 kg phù sa trên một mét khối nước

Sông Hồng là con sông lớn nhất chảy qua thành phố Hà Nội, với chiều dài khoảng 135 km, từ huyện Ba Vì đến huyện Phú Xuyên, góp phần quan trọng trong sinh hoạt đời sống cũng như trong sản xuất Do lượng phù sa lớn mà lòng sông luôn

bị lấp đầy khiến cho lũ lụt thường xuyên xảy ra, vì thế mà từ lâu hai bên bờ sông đã hình thành tuyến đê kiên cố, phòng tránh lũ lụt

Khu vực nghiên cứu là đoạn bờ sông Hồng, nằm ở ngay dưới hạ lưu của hợp lưu các sông Thao, Đà, Lô, tương ứng K21+600 đến K26+500 đê Hữu Hồng, thuộc địa phận các xã Chu Minh, Đồng Quang và Cam Thượng, huyện Ba Vì, Hà Nội (Hình 1.5) Đoạn bờ có chiều dài gần 5 km, đây là khu vực có chế độ dòng chảy thủy văn, thủy lực vô cùng phức tạp, phụ thuộc vào chế độ dòng chảy của 3 phụ lưu Những năm gần đây, khu vực này thường xuyên xảy ra hiện tượng sạt lở, một số cung sạt đã

ăn sâu vào khu dân cư, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của nhân dân và uy hiếp an toàn tuyến đê Hữu Hồng

Hình 1.5 Vị trí đoạn bờ sông khu vực nghiên cứu – Nguồn google map

1.2.2 Đặc điểm địa hình địa mạo và hình thái sông đoạn nghiên cứu

Đặc điểm địa hình

Phần lớn diện tích Hà Nội được cấu trúc bởi phù sa hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình, nằm trong tam giác châu thổ, kéo dài từ Việt Trì ra tới biển Nhờ phù sa bồi đắp, ba phần tư diện tích tự nhiên của Hà Nội là đồng bằng Địa hình

Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông với độ cao trung bình từ 5 đến 20 mét so với mực nước biển Đồi núi tập trung ở phía bắc và phía tây thành phố, thuộc các huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với các đỉnh núi cao như Ba Vì (1.281 m), Gia Dê (707 m), Chân Chim (462 m), Thanh Lanh (427 m), Thiên Trù (378 m) Khu vực nội thành có một số gò đồi thấp, như gò Đống

Đa, núi Nùng

Khu vực nghiên cứu cách thị xã Sơn Tây khoảng 8 km về phía Bắc – Tây Bắc,

có địa hình tương đối bằng phẳng, theo bình đồ hiện trạng, có thể phân chia ra các dạng địa hình, như sau:

- Địa hình tuyến đê: Tuyến đê Hữu Hồng đoạn qua khu vực nghiên cứu có độ cao mặt đê 20-21m và thấp dần về phía hạ lưu, chiều rộng mặt đê trung bình 10m đây

là dạng địa hình nhân tạo, có cao trình cao hơn địa hình lân cận từ 6-12m

- Địa hình phía trong tuyến đê: Khu vực này khá bình ổn về địa hình cả hình thái lẫn độ cao Sự dịch chuyển lòng sông Hồng tương đối mạnh qua nhiều thời kỳ đã tạo ra các địa hình trũng phát triển dạng hồ móng ngựa

- Địa hình bãi bồi ngoài đê đến bờ kè: Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ

bề mặt địa hình từ 10-15m Địa hình khá ổn định trong nhiều năm

- Địa hình bờ sông: Địa hình có biến đổi liên tục, phụ thuộc sự biến đổi của lòng dẫn, nhiều đoạn có độ dốc bờ sông lớn, gây mất ổn định đường bờ Dựa vào dạng tồn tại của bãi bồi có thể chia đoạn nghiên cứu thành 2 loại hình địa hình:

Địa hình bờ sông – sông: Khu vực không có bãi bồi hoặc bãi bồi rất hẹp, bờ sông tiếp giáp trực tiếp với sông, như những đoạn qua xã Chu Minh (từ K21+600 đến K22+700); xã Đông Quang (từ K24+300 đến K24+800) Những khu vực này bờ sông xảy ra hiện tượng sạt lở nghiêm trọng, đã có các cung sạt xảy ra và còn nhiều tiềm ẩn của sạt lở Địa hình được thành tạo do dòng chủ lưu áp sát vào bờ và hoạt động khai thác cát lòng sông

Địa hình bờ sông – bãi bồi – sông: Dạng địa hình này được thể hiện ở khu vực

xã Cam Thượng (từ K25+000 đến K26+500) Ở đây có bãi bồi rộng, bờ sông ít bị tác động của dòng chảy Mùa mưa, nước sông dâng lên có thể ngập hết toàn bộ bãi bồi, hoặc một phần bãi bồi

Đặc điểm địa mạo:

Đặc điểm mạo khu vực nghiên cứu là nằm trong vùng trầm tích đệ tứ và chịu tác động mạnh mẽ của các quá trình tự nhiên và con người, cũng như quy luật chuyển dòng, bồi tích ven sông Hồng

Khi chưa có hệ thống đê, hoạt động của sông Hồng và các sông nhánh làm thay đổi đáng kể địa hình vùng ven sông, quy luật trầm tích tuân thủ theo điều kiện tự nhiên, chủ yếu phụ thuộc vào các hoạt động tân kiến tạo, điều kiện khí tượng, thủy văn và chế độ bùn cát trong các sông Thao, Đà, Lô Nhìn chung, khi sông chảy vào vùng trầm tích bở rời, việc chuyển dòng, tạo dòng mới và tiêu diệt dòng cũ theo một quy luật hết sức phức tạp Trong quá trình chuyển dòng, bề mặt địa hình bị cắt xẻ và tạo ra nhiều dạng địa hình mới

Sau khi có hệ thống đê điều, quy luật hoạt động của sông Hồng có sai khác so với tự nhiên Điều đó được phản ánh bằng các dịch chuyển có tính chất chu kỳ qua lại

và đã thành tạo nên những dạng địa hình địa mạo như sau:

Dải địa hình cao ven theo sông, đây là loại địa hình cổ hình thành trên các sản phẩm của trầm tích sông Hồng trong thời gian chưa có đê Trên địa hình này tập trung dân cư lập lên từ lâu đời, phân bố rải rác ven đê Địa hình này được cấu tạo từ sét, sét pha bền vững, khá ổn định, bị chia cắt mạnh bởi hoạt động của các sông nhánh

Địa hình bãi bồi hiện đại chủ yếu phân bố ven sông và hiện nay đang tiếp tục diễn ra bên ngoài đê, phần lớn được cấu tạo từ sét, sét pha đặc chắc Địa hình này nằm phổ biến ven sông Hồng Tuy nhiên, nhiều chỗ có cấu tạo từ tướng lòng rõ rệt thể hiện bằng các thành tạo hạt thô như cát mịn và nhỏ Đây là các bãi nổi giữa sông hình thành tại các nơi sông bị chuyển dòng mạnh

Trong khu vực nghiên cứu, địa hình trũng, thấp, đầm lầy phân bố trong khu vực

xã Đông Quang Nó là kết quả của quá trình lấp dòng không hoàn chỉnh của các lòng sông cổ Ngoài ra, nó còn là kết quả do hoạt động đào đắp của con người Địa hình trũng thường đi liền với các tướng hồ đầm lầy hiện đại

Đặc điểm hình thái sông đoạn nghiên cứu

Hình thái sông phụ thuộc vào cấu trúc địa chất, đặt điểm địa hình địa mạo, chế

độ thủy văn và chế độ bùn cát của sông Khu vực nghiên cứu nằm ở hạ lưu ngã ba các sông Thao, Đà, Lô, có chế độ thủy văn rất phức tạp Các hoạt động của con người như: Xây dựng các đập thủy điện phía thượng nguồn, làm thay đổi chế độ thủy văn và làm giảm lượng bùn cát về hạ lưu; Các hoạt động khai thác cát quá mức và các công trình chỉnh trị không theo quy hoạch tổng thể đã làm ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của dòng chảy sông Hình thái lòng dẫn sông liên tục thay đổi đã ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình tích tụ, bồi lắng và xói lở bờ sông liên tục diễn ra và có diễn biến phức tạp

1.2.3 Đặc điểm địa chất chung khu vực nghiên cứu

Cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu

Quá trình thành tạo và phát triển vùng trũng Hà Nội, như sau: Vào cuối Neogen sang đầu Đệ tứ là thời kỳ lục địa kéo dài cho đến hết Pleistoxen giữa Chế

độ lục địa được chấm dứt vào nửa sau Pleistoxen muộn bằng một đợt biển tiến Đầu Holoxen là thời kỳ biển lùi, chế độ lục địa lại được thiết lập cho đến Holoxen giữa biển tiến lần cuối với mực nước đạt 5 m Do vậy, khu vực nghiên cứu có chế độ lục địa ven biển

Biển dừng lại khoảng 1000 năm rồi lại rút và dừng lại ở độ cao 2 m, sau đó là quá trình biển lùi từ từ cho đến ngày nay, có thể khẳng định rằng từ đầu Holoxen đồng bằng delta sông Hồng đã được thiết lập ở khu vực nghiên cứu

Quy luật phát triển đồng bằng delta sông Hồng là sự kéo dài lòng dẫn và phân nhánh lòng sông Các quá trình tích tụ trầm tích trong điều kiện biển nông kiểu vũng vịnh như phương thức san bằng do tích tụ dòng chảy sông, phương thức tích

tụ san bằng kéo dài lấn biển kiểu cồn cát duyên hải và phân lưu dòng chảy đã diễn

ra lặp lại khá phức tạp trong suốt thời kỳ thành tạo của đồng bằng delta sông Hồng Mặc dù quá trình thành tạo và biến động của bãi bồi sông vẫn diễn nhưng do các tác động của con người trong việc khống chế bằng các hệ thống đê bao chống

lũ, xây dựng các công trình thủy điện và hàng loạt các công trình phục vụ dân sinh, phần nào đã làm thay đổi các quá trình thuỷ thạch động lực lòng dẫn sông, dẫn đến

sự thay đổi đáng kể của đới động ven sông nói chung hay các bãi bồi, lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội nói riêng

Địa tầng thạch học

Theo tờ Bản đồ Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1:200.000, tờ Hà Nội (F-48-XXVII), (Hình 1.6) do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, xuất bản năm 2005 thì khu vực nghiên cứu nằm trong phân bố địa tầng địa chất, như sau:

Loạt Sông Hồng - Hệ tầng Ngòi Chi (PP-MPnc)

Hệ tầng Ngòi Chi tuối Paleoproterozoi nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Núi Con Voi và tiếp xúc kiến tạo với các hệ tầng tuổi Paleozoi Trong phạm vi nghiên cứu, các đá hệ tầng Ngòi Chi không lộ ra mà nằm sâu dưới bề mặt tự nhiên khoảng 20 – 30m, tham gia như nền móng của các trầm tích Đệ tứ Hệ tầng Ngòi Chi, thành phần gồm các đá phiến thạch anh – biotit, gneis biotit, đá phiến sillimanit, quarzit, đá hoa Các đá có nguồn gốc biển, lục nguyên ít carbonat và đá núi lửa bị biến chất khu vực tướng amphibolit

Đệ tứ: Thống Holocen - Hệ tầng Thái Bình (aQ 2 tb)

Hệ tầng Thái Bình phân bố rộng khắp trong khu vực nghiên cứu, trầm tích hệ tầng Thái Bình có nguồn gốc hỗn hợp sông – biển Thành phần gồm: cát, bột, sét màu xám nâu (trầm tích sông); bột, sét, tàn tích thực vật (trầm tích biển) chiều dày

từ 3-35m

Hình 1.6 Trích từ Bản đồ Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ: 1:200.000 (Nguồn: Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, xuất bản năm 2005)

Đặc điểm kiến tạo

Khu vực nghiên cứu nằm ở hạ lưu ngã ba sông Hồng và sông Lô khoảng 10 km Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây, khu vực là nơi hội tụ của một loạt các đới cấu trúc như: phức nếp lồi Sông Lô ở phần đông bắc, các phức nếp lồi Con Voi và Fansipan ở phía tây bắc, trũng sụt lún dạng địa hào sông Hồng ở phía đông nam Ở

khu vực này phát triển hàng loạt đứt gãy kiến tạo hoạt động tích cực trong Tân kiến tạo và hiện đại

Quan trọng nhất là hệ thống đứt gãy phương TB-ĐN bao gồm đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy, hệ thống đứt gãy phương ĐB-TN, hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến và các đứt gãy phương á vỹ tuyến (Hình 1.7)

Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc địa chất kiến tạo khu vực nghiên cứu

(Theo Phạm Tích Xuân, 2012) Theo Phạm Tích Xuân (2012), trong Tân kiến tạo và hiện đại, hệ thống đứt gãy TB-ĐN hoạt động theo cơ chế trượt bằng phải trong trường ứng suất trượt bằng với phương nén ép bắc - nam Trong trường ứng suất như vậy, các đứt gãy phương

á kinh tuyến hoạt động theo cơ chế tách giãn Một trong những đứt gãy như vậy tạo nên trũng tách giãn Hòa Bình - Trung Hà khống chế dòng chảy sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến hợp lưu với sông Thao Cũng do cơ chế trượt bằng phải của đứt gãy Sông Hồng trong trường ứng suất có phương nén ép bắc - nam đã tạo nên các miền

tách giãn ở những nơi giao nhau với các đứt gãy cộng ứng phương ĐB-TN Chính tác động tổ hợp của hoạt động của các hệ thống đứt gãy nói trên đã tạo nên hình thái dạng khúc uốn không hoàn chỉnh đoạn sông

Trong nghiên cứu của Tần Văn Tư và nnk (2011), Hệ thống đê và sông Hồng chịu tác động trực tiếp của các đứt gãy sâu Sông Hồng, Sông Chảy, Vĩnh Ninh và sông Lô theo phương tây bắc - đông nam và các đứt gãy bậc cao như Đông Anh, Hưng Yên Các đứt gãy bậc cao và các đới nâng hạ cục bộ có ảnh hưởng mạnh đến

ổn định tuyến đê và xói lở bờ sông

1.2.4 Chế độ thủy văn khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu nằm ở đoạn sông chịu nhiều ảnh hưởng của chế độ thủy văn của sông Đà, sông Thao và Lô Lưu lượng và vận tốc dòng chảy của sông Hồng đoạn qua khu vực nghiên cứu phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu, thời tiết, lượng mưa trên mỗi lưu vực sông và chế độ điều tiết của các công trình thủy điện ở thượng nguồn

Sông Hồng nói chung, đoạn sông nghiên cứu nói riêng có chế độ thuỷ văn rất phức tạp, sông có lưu lượng lớn, hàng năm thường xuất hiện các trận lũ lớn, nhưng thường xuyên có sự lệch pha đỉnh lũ của các sông nhánh Ở khu vực hợp lưu, vị trí sạt lở và cường độ phá huỷ bờ ở đây phụ thuộc rất nhiều vào sự đóng góp dòng chảy lũ của các dòng sông

Phân bố lưu lượng và mực nước theo mùa cho thấy mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 và mùa khô, từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau Theo số liệu của trạm Sơn Tây (K32+000) cho thấy gần đây lưu lượng dòng chảy có dấu hiệu giảm xuống dần Mặc dù có sự điều tiết của hồ Hoà Bình nhưng với cường độ gia tăng mực nước lũ trung bình 0,77m/h, tổng lượng dòng chảy góp lũ chiếm 49%, lũ sông Đà vẫn được coi là lớn nhất và ảnh hưởng nhiều nhất đến khu vực nghiên cứu

Đặc điểm điều kiện chế độ thủy văn sẽ được trình bày chi tiết trong chương 3

1.2.5 Điều kiện kinh tế xã hội và các hoạt động của con người

Nằm ở phía Tây Bắc, cách trung tâm Thủ đô Hà Nội khoảng 60 km, Ba Vì có dân số khoảng 26 vạn người với 3 dân tộc Kinh, Mường, Dao cùng chung sống Núi

Ba Vì là cái nôi của huyền thoại Sơn Tinh, Thuỷ Tinh - Thần Tản Viên và Thần Sông nước

Ba Vì là nơi có mạng lưới thủy văn hết sức độc đáo, xung quan gần như được bao bọc bởi hai dòng sông lớn là sông Hồng và sông Đà Ba Vì có một hệ thống đường giao thông thuỷ bộ rất thuận lợi nối liền các tỉnh Tây Bắc, Việt Bắc với toàn

bộ đồng bằng Bắc Bộ, trong đó có Thủ đô Hà Nội

Từ Trung tâm huyện lỵ theo quốc lộ 32 đi Sơn Tây về Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc bộ hoặc ngược Trung Hà đi Tây Bắc, Việt Bắc Đồng thời cũng từ trung tâm huyện lỵ theo sông Hồng ngược Trung Hà theo sông Lô, sông Thao lên Tây Bắc, hoặc theo sông Đà đi Hoà Bình Ngoài ra trên địa bàn huyện còn có một

số tuyến đường tỉnh lộ, đường liên huyện, đê sông Hồng, sông Đà thông thương giữa các vùng, miền

Với những lợi thế về giao thông đường thủy, đường bộ, Ba Vì có điều kiện khá thuận lợi trong giao lưu kinh tế, văn hóa với bên ngoài, tiếp thu những tiến bộ khoa học - kỹ thuật để phát triển kinh tế với cơ cấu đa dạng: nông nghiệp, dịch vụ,

du lịch, công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp

Về kinh tế xã hội: Tổng giá trị sản xuất đạt 9.116 tỷ đồng, tăng trưởng kinh tế đạt 16% Sản xuất nông lâm nghiệp thủy sản, tăng 24,2% Nông nghiệp với hai sản phẩm đặc trưng Ba Vì đó là chè và sữa tươi Sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp tăng 34% Huyện có hai cụm công nghiệp (Cam Thượng và Đồng Giai xã Vật Lại) và 12 làng nghề đang hoạt động hiệu quả Dịch vụ du lịch tăng trưởng 48,4% Doanh thu du lịch đạt 70 tỷ đồng Chính sách xã hội, lao động việc làm, nông nghiệp, nông thôn, nông dân được quan tâm giải quyết việc làm

CHƯƠNG 2 CỞ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở tài liệu

Số liệu sử dụng trong luận văn, từ các nguồn sau đây:

- Tài liệu khảo sát mô tả hiện trạng, đo đạc địa hình bờ sông, mặt cắt ngang sông, thí nghiệm hiện trường, khoan và lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu Số liệu thí nghiệm và phân tích trong phòng thí nghiệm

- Tài liệu tổng hợp từ các nguồn:

+ Đề tài “ Nghiên cứu cơ chế quá trình phá hủy bờ sông Hồng khu vực Hà Nội

do chế độ thủy động lực của sông trong mùa mưa phục vụ việc bảo vệ bờ sông và phát triển bền vững vùng ven sông Mã số: 105.08-2015.24, do TS Dương Thị Toan chủ nhiệm

+ Đề tài: Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình và dự báo khả năng xuất hiện các sự cố dọc tuyến đê sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội Mã số: 01C-05/08-2010-2, do TS Trần Văn Tư chủ nhiệm

+ Đề tài “Đánh giá điều kiện Địa kỹ thuật Môi trường và kiến nghị phương hướng quy hoạch sử dụng hợp lý cho khu vực đới động ven sông Hồng trong phạm

vi Tp Hà Nội”, 2006 Mã số đề tài TC-ĐT/07-03-3, do PGS TS Đoàn Thế Tường chủ nhiệm

+ Tài liệu hoàn công địa hình do Công ty Xây dựng Bình Minh thực hiện, các tài liệu khảo sát địa chất do Hạt Quản lý Đê điều Ba Vì cung cấp

+ Số liệu thủy văn do Trạm Thủy văn Sơn Tây thực hiện và cung cấp

2.2 Phương pháp khảo sát, đo vẽ ngoài hiện trường

Việc khảo sát để lựa chọn khu vực nghiên cứu và đặc điểm bờ sông khu vực nghiên cứu được tiến hành nhiều đợt trong quá trình nghiên cứu:

- Đợt 1: Khảo sát sơ bộ toàn bộ bờ sông Hồng, thuộc huyện Ba Vì từ Ngã Ba

- Đợt 2: Khảo sát hiện trạng, đo vẽ địa hình bờ sông tại khu vực lựa chọn nghiên cứu từ K20 đến K27, huyện Ba Vì, tháng 10/2016

- Đợt 3: Đo vẽ mặt cắt ngang sông và thí nghiệm đổ nước hố đào, tháng 8/2017

- Đợt 4: và các đợt bổ sung: Khoan khảo sát và lấy mẫu tại K22+100, K24+300, thực hiện tháng 11/2018

2.2.1 Đo mặt cắt ngang địa hình

Đo mặt cắt ngang địa hình phục vụ lập mô hình tính toán ổn định Mặt cắt ngang địa hình bao gồm mặt cắt trên cạn và mặt cắt đo dưới nước

- Đo mặt cắt ngang trên cạn:

Dựa vào tài liệu hoàn công đo hiện trạng tỷ lệ 1:500 của Công ty CP Tập đoàn Xây dựng và Du lịch Bình Minh, các vị trí đo mặt cắt ngang đã đo bổ sung thêm các điểm đo khoảng cách và cao độ bằng thước đo giây và thiết bị đo khoảng cách cầm

tay, Laser Rangefinder Forestry Pro Để xác định chi tiết hơn về chiều cao, mái dốc

bờ sông, đánh giá điều kiện địa hình bờ sông và lập mặt cắt ngang trên cạn, phục vụ

mô hình tính toán ổn định bờ sông

- Đo mặt cắt ngang dưới nước:

Đo mặt cắt địa hình đáy sông (phần dưới nước), được thực hiện bằng máy đo ADCP RiverPro, là hệ thống máy móc của trạm quan trắc Sơn Tây Các thông số đo được bao gồm: tọa độ vị trí, độ sâu tính từ mặt nước, khoảng cách giữa hai điểm đo, vận tốc dòng chảy, diện tích mặt cắt và lưu lượng dòng chảy Thiết bị được sử dụng phổ biến trong khảo sát thủy văn, hải dương

Nguyên lý hoạt động của thiết bị ADCP (Acoustic Doppler Curent Profiler) là

sử dụng năng lượng siêu âm để đo lưu lượng dòng chảy Một xung của năng lượng phát ra gọi là 'Ping' được truyền vào trong nước, năng lượng này được phát tán lơ lửng trong nước, một phần của nó sẽ quay lại thiết bị ADCP ADCP đo sự thay đổi của cường độ âm phản hồi tại các cells, từ đó xác định được tốc độ dòng chảy trung

bình của cell đó, nhân với diện tích của cell được lưu lượng nước của cell Tổng lưu lượng nước của tất cả các cells, cộng với lưu lượng nước của các bộ phận mặt cắt ngang ADCP không xác định được phải ngoại suy, thành lưu lượng nước toàn mặt cắt ngang Bộ phận định vị luôn xác định được vị trí của tàu, của đầu dò theo hệ toạ

độ đề các không gian ba chiều :

- Một trục nằm ngang luôn lấy chiều dương là hướng đông (nhờ la bàn );

- Một trục nằm ngang khác luôn lấy chiều dương là hướng bắc(nhờ la bàn)

- Một trục thẳng đứng (vertical) luôn lấy chiều dương là hướng lên trên;

Bộ phận xác định thời gian là đồng hồ điện tử có độ chính xác cao (1% giây), xác định chính xác thời gian phát và nhận tia phản hồi;

Bộ phận chuyển đổi các loại tín hiệu có chức năng chuyển đổi các loại tín hiệu thu nhận được thành tín hiệu số, chuyển đến máy tính qua cáp I/O;

Bộ phận điều khiển, xử lý tín hiệu và tính ra kết quả quan trắc lưu lượng nước

và các yếu tố khác là phần mềm Transect được cài trong máy tính

Trong khu vực nghiên cứu đã thực hiện đo 10 mặt cắt ngang sông bằng máy ADPC, vị trí các mặt cắt trình bày trong Bảng 2.1:

Bảng 2.1 Đo mặt cắt ngang sông khu vực nghiên cứu

STT Mặt cắt Tọa độ địa lý (WGS84) Tọa độ Quốc gia

(VN2000)

Cao độ(*) Ghi chú

(*) Cao độ mực nước sông tại vị trí và thời điểm đo

Cao tọa độ vị trí các mặt cắt đo ADCP được khớp với vị trí mặt cắt đo địa hình trên cạn để hoàn thiện mặt cắt ngang địa hình hoàn chỉnh

2.2.2 Khoan khảo sát địa chất công trình

Phương pháp khoan khảo sát địa chất công trình: Khu vực nằm trong địa tầng địa chất yếu nên đã lựa chọn phương pháp khoan xoay bằng mũi khoan guồng xoắn, không sử dụng nước bơm rửa và dung dịch sét betonit trong hố khoan

Để đánh giá điều kiện địa chất công trình tại các điểm sạt lở, phục vụ lập mô hình tính toán đã tiến hành khoan 3 hố khoan khảo sát địa chất công trình Tại vị trí

K 24+300 (điểm sạt nhà ông Kính) đã khoan 2 hố khoan LK01 và LK02, chiều sâu mỗi hố khoan 15m; Tại vị trí điểm sạt K22+400 đã khoan hố khoan LK03, chiều sâu hố khoan 10m Trong hố khoan, thực hiện lấy mẫu nguyên trạng bằng ống mẫu thành mỏng (Hình 2.1a,b)

Trong quá trình khoan, liên tục theo dõi, mô tả và ghi chép đầy đủ trong sổ nhật ký khoan Trong mỗi lớp, lấy ít nhất 1 mẫu đất nguyên dạng bằng dụng cụ lấy mẫu thành mỏng Mẫu được ghi etiket, đóng gói, bảo quản và vận chuyển về Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Sau khi kết thúc hố khoan, tiến hành đổ vữa xi măng – cát lấp đầy hố khoan và lập thiết đồ hố khoan

a Mẫu lõi khoan hố khoan LK01, K 24+300 độ sâu từ 6 – 10m

b Mẫu lõi khoan hố khoan LK01, K 24+300 độ sâu từ 10 – 15m

Hình 2.1 Hình ảnh mẫu thu thập từ lỗ khoan tại vị trí nghiên cứu

Mẫu hố đào được lấy tại các độ sâu khác nhau của bờ sông tại 18 vị trí khảo sát dọc khu vực nghiên cứu Mẫu đất bọc bằng ống nhựa và túi nilong, bảo quản theo đúng tiêu chuẩn TCVN 9437:2012

Ngoài ra đề tài sử dụng các tài liệu khoan ven đê dọc khu vực nghiên cứu từ

đề tài mã số: 01C-05/08-2010-2, do TS Trần Văn Tư chủ nhiệm; sử dụng tài liệu khoan và địa chất công trình đoạn K25 – K26 từ đề tài mã số: 105.08-2015.24, do

TS Dương Thị Toan chủ nhiệm;

2.2.3 Thí nghiệm địa chất thủy văn hiện trường

Quá trình nghiên cứu đã xác định mức độ thấm nước của đất bằng thí nghiệm

đổ nước trong hố đào tại hiện trường theo tiêu chuẩn TCVN 8731:2012 – phương pháp thí nghiệm cột nước không đổi A.K.Bôndưrep (Hình 2.2)

Thí nghiệm đổ nước vào hố đào có một vòng chắn, khống chế cột nước áp lực không đổi bằng 0,1 m; tiến hành quan trắc thấm cho đến khi xác định lưu lượng

thấm ổn định; tính toán hệ số thấm của đất theo định luật Darcy, dựa trên ba giả thiết sau đây:

- Dòng thấm từ đáy hồ đào ở trong vòng chắn hướng thẳng xuống đất, không chảy tản ra các phía, nên tiết diện thấm bằng tiết diện của vòng chắn

- Với chiều cao cột nước áp lực 10 cm là nhỏ, nên có thể rằng, khi lưu lượng thấm đạt đến ổn định, thì chiều sâu nước thấm xuống đất cũng nhỏ và do vậy, có gradient thủy lực tương ứng bằng 1; khi đó vận tốc thấm bằng hệ số thấm

- Áp lực mao dẫn không đáng kể

Hình 2 2 Thực hiện thí nghiệm thấm hiện trường Tính lưu lượng thấm với từng khoảng thời gian trong quá trình thí nghiệm, theo công thức (1):

Q =

t

V

(1) trong đó: - Q là lưu lượng thấm, cm3/s;

- V là thể tích nước tiêu hao V= V1 - V2);

- t là khoảng thời gian thí nghiệm (t = t2 - t1)

Lập biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng Q và thời gian t để xác định trị số lưu lượng ổn định (Qc)

Hệ số thấm của đất, theo công thức (2):

Kth =

F

Qc

(2) Trong đó: - Qc là lưu lượng thấm ổn định, cm3/s;

- F là tiết diện thấm, bằng tiết diện vòng chắn, cm2;

2.3 Phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất

2.3.1 Thí nghiệm xác định tính chất của đất

Các tính chất của đất bao gồm thành phần hạt, độ ẩm, dung trọng, các giới hạn chảy dẻo, thí nghiệm xác định hệ số thấm, sức chống cắt được thực hiện cho tất cả các mẫu của khu vực nghiên cứu tương ứng theo các tiêu chuẩn ASTM D 422; ASTM D 2216; ASTM D 4318; ASTM D 2434; ASTM D 3080 Các thí nghiệm xác định chất cơ lý của đất được thực hiện tại phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật và Phát triển hạ tầng, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

P - là lực pháp tuyến với mặt cắt, tính bằng Niutơn;

F – diện tích mặt cắt, tính bằng centimét vuông

Quan hệ giữa sức chống cắt và áp lực thẳng đứng trên mặt phẳng cắt được biểu diễn bằng phương trình (4):

C

tg 

Trong đó : - tg - tang góc ma sát trong của đất;

- C – lực dính đơn vị của đất loại sét (N/m2) Hình 2.3 và hình 2.4 là mẫu nguyên trạng thu thập từ bờ sông khu vực nghiên cứu và được chuyển về phòng thí nghiệm địa kỹ thuật tại HUS

Hình 2 3 Các mẫu nguyên trạng thực hiện thí nghiệm tại HUS

Hình 2 4 Thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt bằng máy cắt phẳng

Thí nghiệm xác định hệ số thấm

Xác định hệ số thấm của đất là việc xác định tốc độ của nước tự do chảy qua các khe rỗng giữa các hạt rắn của đất, tuân theo định luật chảy tầng của Darcy, ứng với trị số gradient thủy lực bằng 1, kí hiệu là Kth, tính bằng cm/s

Ngoài việc xác định hệ số thấm của đất tại hiện trường, thí nghiệm xác định

Hệ số thấm của đất, K th (cm/s), được tính theo công thức (5):

(5)

Trong đó:

- a, là tiết diện ngang của ống đo áp, cm2;

- L là chiều cao (chiều dài đường thấm) của mẫu đất, cm;

- F lá tiết diện ngang (tiết diện thấm) của mẫu đất, cm2;

- H1 là chiều cao cột nước ban đầu trong ống đo áp, cm;

- H2 là chiều cao cột nước trong ống đo áp sau thời gian thấm t, cm,

- t là thời gian thấm ứng với cột nước từ H1, hạ xuống đến H2, s (giây);

2.3.2 Phương pháp xác định thông số đất không bão hòa

Trong nghiên cứu này có phân tích ảnh hưởng bờ sông với các yếu tố ảnh hưởng bởi dao động mực nước sông và lượng mưa, liên quan đến chế độ bão hòa của bờ sông Do đó các tính chất cơ lý đất sử dụng là tính chất đất không bão hòa

Sức hút dính (sự chênh lệch giữa áp lực khí và áp lực nước) là thông số cơ bản của tính chất không bão hòa Các tính chất khác như hệ số thấm, sức chống cắt ảnh hưởng đến ổn định mái dốc cũng bị thay đổi bởi sức hút dính Trong nghiên cứu đã

sử dụng một số kết quả sức hút dính trong luận án Tiến sĩ của Dương Thị Toan (2014) Còn một số mẫu thì được xác định gián tiếp dựa đường cong độ hạt và đặc trưng của chúng trong phần mềm GEOSLOPE Tính chất cơ học không bão hòa như tính thấm, sức chống cắt cũng được tính toán dựa vào phần mềm này:

- Trong SEEP/W sử dụng chức năng “Vol Water content function” trong Keyin và sử dụng chức năng “Estimate Vol Water content function” trong Data Poin Function để xác định đường cong lực hút dính – với độ ẩm Các thông số tính chất đất sử dụng đầu vào bao gồm: đường cong thành phần hạt (D10; D60) và thông

số giới hạn chảy (Hình 2.5)

Hình 2.5 Xác định sức hút dính trong SEEP/W

- Xác định hệ số thấm không bão hòa: Sau khi đã có đường cong sức hút dính – độ ẩm Đường cong hệ số thấm được xác định bẳng công thức thực nghiệm của Van Genuchten (1980) dựa vào đường cong sức hút dính – độ ẩm và hệ số thấm bão hòa trong phần mềm GEOSLOPE (SEEP/W): sử dụng chức năng “ Hydraulic

Conductivity Function” trong Keyin và sử dụng “Estimate Hydraulic Conductivity Function” trong Data Point Function (Hình 2.6)

Hình 2.6 Xác định hệ số thấm trong GEOSLOPE (SEEP/W)

- Xác định sức chống cắt đất không bão hòa bằng công thức thực nghiệm (6) của Vanapalli (1996) trong GEOSLOPE (SLOPE/W):

r w w a a

độ ẩm thể tích khi đất bão hòa; wđộ ẩm thể tích trạng thái tự nhiên; rlà độ âm thể

tích trạng thái khô; (c') là lực dính và (') là góc ma sát trong đất bão hòa xác định

bằng thí nghiệm cắt phẳng Như vậy để xác định sức chống cắt không bão hòa thì phải sử dụng các thông số của đường cong sức hút dính – độ ẩm và thông số sức chống cắt bão hòa

2.4 Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm và mô hình số

Việc phân tích ổn định bờ sông với các điện kiện khác nhau được thực hiện bằng phần mềm GEOSLOPE, sử dụng 2 modun là SEEP/W và SLOPE/P theo quy trình trong Hình 2.7:

- Modun SEEP/W sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của các tác động bên ngoài như sự thay đổi mực nước sông, mực nước ngầm, tác động của mưa Các tác động này sẽ được phân tích bằng mô hình đất không bão hòa cho thấy được sự ảnh hưởng của chúng đến tính chất đất như sức hút dính và hệ số thấm, áp lực nước lỗ rỗng, chiều cao cột áp hay áp thủy tĩnh, gradient thủy lực Các quá trình này sẽ tác động trực tiếp đến ổn định mái dốc, sẽ được trở thành các thông số đầu vào cho modun SLOPE/W

- Modun SLOPE/W sử dụng để đánh giá ổn định mái dốc thông qua việc tính toán hệ số an toàn (Factor of safety, ký hiệu là FOS) Tương ứng với các thông số thay đổi đầu vào từ SEEP/W, kết quả tính toán trong SLOPE/W sẽ cho phép xây dựng mối tương quan giữa sự thay đổi các thông số với FOS từ đó đánh giá được sự ảnh hưởng của các thông số đến an toàn bờ sông

Có ba nhóm thông số cơ bản phải được thu thập, xác định để cung cấp cho đánh giá ổn định bờ sông bằng GEOSLOPE, bao gồm:

- Nhóm các thông số địa hình bờ sông: Chiều cao, mái dốc độ rộng bãi bồi, bờ sông, phân bố các lớp đất theo chiều sâu;

- Nhóm các thông số tính chất cơ lý của đất: Trong SEEP/W cần hệ số thấm, đường cong sức hút dính-độ ẩm; Trong SLOPE/W cần thông số sức chống cắt, dung trọng và đường cong cong sức hút dính-độ ẩm;

- Nhóm các thông số điều kiện biên: là các thông số sẽ thay đổi và ảnh hưởng đến ổn định bờ sông, như: mực nước sông, dao động mực nước sông, cường độ mưa…