Nghiên cứu biến đổi lòng dẫn sông an hóa chẹt sậy tỉnh bến tre và định hướng các giải pháp công trình bảo vệ bờ

TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN SÔNG AN HÓA - CHẸT SẬY - TỈNH BẾN TRE VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ II.. Vì vậy việc nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và dự báo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại

HỘI ĐỒNG CHẤM THI BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

Ngày 20 tháng 01 năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : NGUYỄN TIẾN DŨNG Phái : Nam

Chuyên ngành : Xây dựng công trình thủy MSHV : 02004528

I TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN SÔNG AN HÓA - CHẸT SẬY - TỈNH

BẾN TRE VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

(i) Nghiên cứu thực trạng và nguyên nhân xói lở sông An Hóa

(ii) Giới thiệu mô hình Mike 11 (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình trong tính

toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre, qua đó đưa ra kết quả tính toán

thủy lực cho đoạn sông An Hóa - Chẹt Sậy, sử dụng làm điều kiện thủy lực cho mô

hình Mike 21C

(iii) Giới thiệu mô hình Mike 21C (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình tính toán

diễn biến lòng dẫn và xói lở bờ sông An Hóa Qua đó sẽ mô phỏng tính toán dự báo

tốc độ xói lở bờ trong tương lai

(iv) Nghiên cứu, đề xuất định hướng một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 02 năm 2006

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 10 năm 2006

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Thế Biên

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày tháng năm 2007

Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cám ơn sự gíúp đỡ quí báu của Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, các thầy cô giáo và cán bộ Phòng đào tạo sau Đại học, Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước – Khoa Xây Dựng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình theo học và thực hiện luận văn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS.Nguyễn Thế Biên, thầy giáo đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình làm luận văn

Xin chân thành cám ơn Ban Giám đốc và các cán bộ thuộc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian cũng như vật chất trong suốt quá trình học tập và làm luận văn Đặc biệt là toàn thể anh chị em thuộc Phòng nghiên cứu Động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ đã giúp đỡ hết sức nhiệt tình và cung cấp cho tác giả những số liệu, đồng thời trao đổi những kinh nghiệm từ các đề tài nghiên cứu, dự án sản xuất

Xin cám ơn Dự án DANIDA - Chính phủ Đan Mạch đã cung cấp và giúp đỡ tác giả các chương trình phần mềm, tài liệu để phục vụ việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Cuối cùng xin gởi lời cám ơn tới những người thân trong gia đình và bạn bè

đã cổ vũ và động viên tác giả trong suốt quá trình theo học và hoàn thành luận văn

là hoàn toàn do chính tôi thực hiện Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Tác giả

Bến Tre là tỉnh cuối nguồn của sông Cửu Long, với một hệ thống sông lớn bao bọc xung quanh và mạng lưới kênh rạch chằng chịt đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế vùng Trong những năm gần đây, tình trạng xói lở bờ

đã diễn ra thường xuyên trên địa bàn tỉnh Đặc biệt từ sau khi cống đập Ba Lai xây dựng xong và đưa vào vận hành (2002) đến nay đã khiến cho hai bên bờ sông An Hóa - Chẹt Sậy tỉnh Bến Tre bị xói lở mạnh ảnh hưởng đến cuộc sống và sản xuất của người dân hai bên bờ sông Theo thời gian, cùng với xu thế phát triển kinh tế chung của toàn tỉnh thì sự tác động của con người vào các điều kiện thủy văn cũng như lòng dẫn ngày càng nhiều hơn, sẽ làm tình trạng xói lở bờ tại khu vực sông An Hóa diễn ra phức tạp và gây mất ổn định cho các khu vực dân cư ở hai bên bờ

Vì vậy việc nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và dự báo tốc độ xói lở bờ sông

An Hóa là rất cần thiết và cấp bách, giúp cho công tác qui hoạch bảo vệ bờ, ổn định cuộc sống của người dân để phát triển kinh tế địa phương

1 Mục tiêu của đề tài luận văn

Mục tiêu chung của Luận văn là sử dụng các tài liệu khảo sát thu thập và công cụ mô hình toán để nghiên cứu các nguyên nhân, cơ chế xói lở bờ đồng thời tính toán dự báo diễn biến lòng dẫn, tốc độ xói lở bờ làm cơ sở cho việc đề xuất các công trình bảo vệ bờ thích hợp Các mục tiêu cụ thể của luận văn là:

i) Nghiên cứu đánh giá thực trạng xói lở bờ và xác định các nhân tố ảnh hưởng, nguyên nhân gây ra hiện tượng xói lở bờ sông An Hóa

ii) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và dự báo xói lở bờ đoạn sông An Hóa nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực ven bờ sông

iii) Đề xuất định hướng một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

ii) Giới thiệu mô hình Mike 11 (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình trong tính toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre, qua đó đưa ra kết quả tính toán thủy lực cho đoạn sông An Hóa - Chẹt Sậy, sử dụng làm điều kiện thủy lực cho mô hình Mike 21C

iii) Giới thiệu mô hình Mike 21C (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình tính toán diễn biến lòng dẫn và xói lở bờ sông An Hóa Qua đó sẽ mô phỏng tính toán dự báo tốc độ xói lở bờ trong tương lai

iv) Nghiên cứu, đề xuất định hướng một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

3 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận - kiến nghị, nội dung nghiên cứu của luận văn được trình bày trong 5 chương:

(iii) Chương 3 Tính toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre và sông

An Hóa bằng mô hình Mike 11

(iv) Chương 4 Tính toán và dự báo xói lở bờ sông An Hóa bằng mô hình

Mike 21C

sông An Hóa

AnHoa river locates in BenTre province It connects the BaLai and MyTho river After the BaLai sluice dam was constructed, the AnHoa river bank has been eroding strongly This state has much impacted to life and production of people living along the river Therefore, studying on river-bed change as well as bank erosion will help us to reduce damages

This thesis focuses on studying causes and mechanism of bank erosion

in the AnHoa river The Mike 11 and Mike 21C model which are two mathematical model of DHI Water and Environment – Danish are used to calculate and predict speed of bank erosion From those results, some solutions are proposed to protect the river bank and have a part in support for stabilizing and local economic development as well

1 Tính cấp thiết của đề tài Luận văn 1

2 Mục tiêu của Luận văn 2

3 Phương pháp nghiên cứu 3

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu 3

5 Các nội dung nghiên cứu của Luận văn 4

6 Cấu trúc Luận văn 4

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 5

I.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 5

I.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 5

I.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 7

I.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 9

I.2.1 Vị trí địa lí, đặc điểm địa hình 9

I.2.1.1 Vị trí địa lí 9

I.2.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo 9

I.2.2 Địa chất khu vực 10

I.2.3 Đặc điểm khí tượng 12

I.2.4 Đặc điểm thủy văn dòng chảy 13

CHƯƠNG II : THỰC TRẠNG VÀ NGUYÊN NHÂN, CƠ CHẾ XÓI LỞ BỜ SÔNG AN HÓA 14

II.1 Khái quát chung tình hình sạt lở bờ hệ thống sông ở ĐBSCL 14

II.2 Thực trạng xói lở bờ sông An Hóa 18

II.3 Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông An Hóa 23

II.3.1 Khái quát chung nguyên nhân xói lở bờ sông 23

II.3.2 Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông An Hóa 25

II.4 Cơ chế xói lở bờ sông An Hóa 31

II.4.1 Cơ chế xói lở bờ do tác động của dòng chảy có vận tốc lớn 31

II.4.2 Cơ chế xói lở bờ bởi sóng do gió và tàu thuyền gây ra 33

III.1 Giới thiệu mô hình Mike11 35

III.1.1 Tổng quan về mô hình Mike 11 35

III.1.2 Cơ sở lý thuyết và sơ đồ giải bài toán thủy lực 36

III.1.2.1 Hệ phương trình cơ bản 36

III.1.2.2 Thuật toán giải 38

III.1.2.3 Điều kiện ổn định của mô hình 44

III.2 Tính toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre & sông An Hóa 45

III.2.1 Sơ đồ tính thủy lực 45

III.2.1.1 Phạm vi sơ đồ tính 45

III.2.1.2 Điều kiện biên của mô hình 46

III.2.2 Tính toán hiệu chỉnh mô hình 48

III.2.3 Tính toán kiểm định mô hình 54

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN VÀ DỰ BÁO XÓI LỞ BỜ SÔNG AN HÓA BẰNG MÔ HÌNH MIKE 21C 60

IV.1 Giới thiệu mô hình Mike 21C 60

IV.1.1 Tổng quan về mô hình Mike 21C 60

IV.1.2 Cơ sở thiết lập mô hình 60

IV.1.2.1 Lưới tính toán sử dụng trong mô hình 60

IV.1.2.2 Các phương trình dòng chảy chính của mô hình 62

IV.1.2.3 Tính toán vận chuyển bùn cát trong mô hình 64

IV.1.2.4 Tính toán hình thái sông trong mô hình 69

IV.2 Tính toán diễn biến lòng dẫn sông An Hóa bằng mô hình Mike21C 70

IV.2.1 Thiết lập lưới tính toán cho đoạn sông An Hóa 70

IV.2.2 Dữ liệu địa hình 71

IV.2.3 Dữ liệu thủy văn 71

IV.2.4 Dữ liệu bùn cát 71

IV.2.5 Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 71

IV.2.6 Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông 72

TRÌNH BẢO VỆ BỜ SÔNG AN HÓA 78

V.1 Một số giải pháp phòng chống xói lở bờ đã thực hiện ở khu vực ĐBSCL 78

V.1.1 Loại công trình dân gian, thô sơ 78

V.1.2 Công trình bán kiên cố chống xói lở bờ 79

V.1.3 Công trình kiên cố chống xói lở bờ 80

V.1.4 Công trình chống xói lở bờ ứng dụng công nghệ mới, vật liệu mới 82

V.2 Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp công trình phòng chống xói lở bờ đã được xây dựng ở ĐBSCL 83

V.2.1 Đối với công trình dân gian có qui mô nhỏ 83

V.2.2 Đối với công trình bán kiên cố 84

V.2.3 Đối với công trình kiên cố 86

V.3 Nghiên cứu và đề xuất giải pháp phòng chống xói lở bờ sông An Hóa 86

V.3.1 Giải pháp phi công trình 87

V.3.2 Giải pháp công trình 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

1 Kết luận 92

2 Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN

Bảng 1-1 Chỉ tiêu cơ lí của các lớp đất 11

Bảng 2-1 Tổng hợp số liệu sạt lở các sông trên hệ thống sông ở ĐBSCL 17

Bảng 2-2 Kết quả tính toán vận tốc khởi động bùn cát lòng dẫn sông An Hóa 27

Bảng 2-3 Kết quả tính áp lực sóng lớn nhất lên bờ sông theo mái dốc 31

Bảng 3-1 Các thông số của sơ đồ tính 47

Bảng 3-2 Hệ số nhám Maning của các đoạn sông 52

Bảng 4-1 Thống kê vị trí kiểm định thủy lực & hình thái sông 72

Bảng 4-2 Kết quả dự báo xói lở bờ sông An Hóa đến năm 2007 78

Hình 1-1 Vị trí địa lí của khu vực nghiên cứu 9

Hình 2-1 Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL 14

Hình 2-2 Vị trí các khu vực sạt lở bờ trọng điểm trên hệ thống sông ĐBSCL 16

Hình 2-3 Xói lở bờ hữu khu vực ấp 9 xã Giao Hòa, tháng 8/2006 19

Hình 2-4 Xói lở bờ hữu khu vực ấp 9 xã Giao Hòa, tháng 8/2006 19

Hình 2-5 Xói lở tại chân cầu An Hóa, tháng 8/2006 20

Hình 2-6 Xói lở bờ làm phá hủy cơ sở sản xuất nước mắm An Hóa, tháng 8/2006 20

Hình 2-7 Sạt lở bờ kè bê tông tại Công ty chế biến thủy sản, tháng 8/2006 20

Hình 2-8 Sạt lở kè tại Cửa hàng VLXD Hai Chiếm, tháng 8/2006 21

Hình 2-9 Xói lở bờ hữu khu vực ấp 2 xã An Hóa, tháng 8/2006 21

Hình 2-10 Xói lở bờ hữu khu vực ấp 2 xã An Hóa, tháng 8/2006 21

Hình 2-11 Xói lở bờ tả khu vực ấp 5 xã Long Hòa, tháng 8/2006 22

Hình 2-12 Xói lở tại bến phà cũ khu vực ấp 5 xã Long Hòa, tháng 8/2006 22

Hình 2-13 Kè thép chống xói lở tại chân cầu An Hóa phía Bình Đại 23

Hình 2-14 Xói lở bờ tả khu vực ấp 3 xã Long Định, tháng 8/2006 23

Hình 2-15 Hình dạng cung trượt khối đất mái bờ sông 24

Hình 2-16 Sơ đồ tổng hợp các nguyên nhân gây xói lở mái bờ sông 25

Hình 2-17 Phân bố ứng suất biến dạng của khối đất bờ (trường hợp chưa chất tải) 28

Hình 2-18 Kết quả tính phân bố ứng suất biến dạng của khối đất bờ sông An Hóa ( trường hợp mép bờ bị chất tải) 29

Hình 2-19 Mô phỏng quĩ đạo của đất khi khối đất bờ bị phá vỡ kết cấu 29

Hình 2-20 Xói lở bờ hữu sông An Hóa, tháng 12/2005 32

Hình 2-21 Xói lở do dòng chảy làm bào mòn chân mái bờ 32

Hình 2-22 Xói lở bờ do tác động của sóng 33

Hình 2-23 Khối đất bị tan rã thành từng mảng nhỏ khi sạt lở 33

Hình 2-24 Khối đất sạt lở, bị trượt theo phương thẳng đứng 34

Hình 3-3 Sơ đồ 6 điểm của Abbott 39

Hình 3-4 Sơ đồ 6 điểm của Abbott cho phương trình liên tục 40

Hình 3-5 Sơ đồ 6 điểm của Abbott cho phương trình động lượng 40

Hình 3-6 Sơ đồ mạng lưới sông & vị trí các biên tính toán, kiểm định 46

Hình 3-7 Kết quả kiểm định lưu lượng sông An Hóa 49

Hình 3-8 Kết quả tính toán phân tích thống kê kiểm định lưu lượng tại sông An Hóa 49

Hình 3-9 Kết quả kiểm định lưu lượng tại trạm Mỹ Tho 50

Hình 3-10 Kết quả kiểm định lưu lượng tại trạm Trà Vinh 50

Hình 3-11 Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Trà Vinh 51

Hình 3-12 Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Mỹ Tho 51

Hình 3-13 Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Trà Vinh năm 2003 54

Hình 3-14 Kết quả tính toán phân tích thống kê kiểm định mực nước tại trạm Trà Vinh 54

Hình 3-15 Kết quả kiểm định mực nước tại trạm Mỹ Tho năm 2003 55

Hình 3-16 Kết quả tính toán phân tích thống kê kiểm định mực nước tại trạm Mỹ Tho 55

Hình 3-17 Kết quả kiểm định lưu lượng tại trạm Trà Vinh năm 2003 56

Hình 3-18 Kết quả kiểm định lưu lượng tại trạm Mỹ Tho năm 2003 56

Hình 3-19 Kết quả tính toán lưu lượng thượng lưu sông An Hóa năm 2003 57

Hình 3-20 Kết quả tính toán mực nước thượng lưu sông An Hóa năm 2003 58

Hình 3-21 Kết quả tính toán lưu lượng hạ lưu sông An Hóa năm 2003 58

Hình 3-22 Kết quả tính toán mực nước hạ lưu sông An Hóa năm 2003 59

Hình 3-23 Kết quả tính toán, so sánh lưu lượng sông An Hóa trường hợp đóng và mở cống Ba Lai………59

Hình 4-1 Vị trí của các thông số dòng chảy, lưu lượng P-Q, chiều sâu H trên hệ tọa độ lưới cong trực giao (s,n) & hệ tọa độ Đề các 63

Hình 4-2 Lưới sai phân hữu hạn trong hệ tọa độ (s,n) 65

Hình 4-4 Lưới tính toán của sông An Hóa 71

Hình 4-5 Sơ họa vị trí kiểm định thủy lực và hình thái sông 72

Hình 4-6 Kết quả kiểm định thủy lực tại MC4 (từ 25/5 đến 30/5/2005) 73

Hình 4-7 Kết quả tính toán phân bố vận tốc sông An Hóa……… 73

Hình 4-8 Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông tại mặt cắt ngang MC1 74

Hình 4-9 Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông tại mặt cắt ngang MC2 74

Hình 4-10 Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông tại mặt cắt ngang MC3 74

Hình 4-11 Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông tại mặt cắt ngang MC4 75

Hình 4-12 Địa hình lòng sông năm 2005 75

Hình 4-13 Địa hình lòng sông mô phỏng đến năm 2007 76

Hình 4-14 Kết quả dự báo địa hình đáy sông đến năm 2007 tại MC1 76

Hình 4-15 Kết quả dự báo địa hình đáy sông đến năm 2007 tại MC2 76

Hình 4-16 Kết quả dự báo địa hình đáy sông đến năm 2007 tại MC3 76

Hình 4-17 Kết quả dự báo địa hình đáy sông đến năm 2007 tại MC4 77

Hình 4-18 Dự báo xói lở hai bên bờ sông An Hóa đến năm 2007 77

Hình 4-19 Sơ họa vị trí các khu vực bị xói lở ………78

Hình 5-1 Loại công trình chủ động trồng cây xa bờ phá sóng 80

Hình 5-2 Bảo vệ bờ tại nhà máy cấp nước xã An Hóa 80

Hình 5-3 Kè lát mái bằng tấm bê tông thị trấn Long Toàn, tỉnh Trà Vinh 81

Hình 5-4 Kè bảo vệ bờ sông Cổ Chiên khu vực thị xã Vĩnh Long 82

Hình 5-5 Hình ảnh kè khu vực thị trấn Tân Châu 82

Hình 5-6 Công trình bảo vệ bờ sông khu vực thị xã Rạch Giá tỉnh Kiên Giang bằng thảm bê tông 83

Hình 5-7 Công trình bảo vệ bờ bằng cừ bản bê tông ứng suất trước, đoạn thị xã Rạch Giá tỉnh Kiên Giang 83

Hình 5-8 Công trình bảo vệ bờ sông Hậu khu vực thành phố Long Xuyên bằng khối bê tông tự chèn 84

Hình 5-9 Tường bê tông bảo vệ bờ sông Tiền tỉnh Tiền Giang bị phá vỡ 86

Hình 5-12 Kè bờ sông Tiền khu vực thị xã Vĩnh Long bị lún sụt(6/2005) 87 Hình 5-13 Phương án bảo vệ bờ thẳng đứng bằng bản cừ bê tông SW-300 89 Hình 5-14 Kết quả tính toán ổn định mái bờ sông An Hóa phương án 1 90 Hình 5-15 Phương án bảo vệ bờ bằng kè mái nghiêng, lát tấm bê tông tự chèn P.Đ.TAC .91 Hình 5-16 Kết quả tính toán ổn định mái bờ sông An Hóa phương án 2 92

ổn định Vì vậy, xói lở bờ cũng như xói bồi lòng dẫn là hiện tượng tự nhiên không thể loại trừ, chúng ta chỉ có thể điều chỉnh để nó diễn ra ở vị trí khác, ở thời điểm khác, với mức độ khác, giảm thiểu thiệt hại cho con người

Nhằm mục đích giảm nhẹ thiệt hại do hiện tượng xói lở bờ và biến hình lòng dẫn trên sông An Hóa, đồng thời đưa ra những nguyên nhân và cơ chế xói lở bờ phục vụ cho việc chỉnh trị sông và bảo vệ bờ, đề tài "Nghiên cứu biến đổi lòng dẫn sông An Hóa - Chẹt Sậy - Tỉnh Bến Tre và định hướng các giải pháp công trình bảo

vệ bờ ” tập trung nghiên cứu những vấn đề liên quan tới hiện tượng xói lở bờ, biến hình lòng dẫn trên đoạn sông An Hóa và đề xuất các giải pháp kỹ thuật bảo vệ bờ

1 Tính cấp thiết của đề tài Luận văn :

Bến Tre là tỉnh cuối nguồn của sông Cửu Long, được bao bọc bởi một hệ thống sông lớn nhỏ và kênh rạch chằng chịt Chính hệ thống sông ngòi, kênh rạch này có ý nghĩa quyết định trong toàn bộ đời sống sinh hoạt và sản xuất, là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu của tỉnh, là tuyến thoát lũ, truyền triều, xâm nhập mặn, tuyến giao thông thủy quan trọng nối liền các huyện thị Bên cạnh đó, nó còn là tuyến du lịch, ổn định môi trường, bảo vệ sinh thái và đóng vai trò quan trọng đối với an ninh quốc phòng

Trong những năm gần đây, tình hình sạt lở bờ các sông, rạch trên địa bàn tỉnh Bến Tre đã xảy ra thường xuyên, nhất là tại các khu dân cư trong thị xã, thị trấn, chợ, các cù lao, các cơ sở hạ tầng dọc theo hai bên bờ sông Đặc biệt từ sau khi

xây dựng xong và đưa vào vận hành cống đập Ba Lai, hai bên bờ đoạn sông An Hóa

có chiều dài khoảng 3km từ ngã tư hợp lưu với sông Ba Lai đến ngã ba giao với sông Cửa Đại - Mỹ Tho đã bị sạt lở trên toàn tuyến và đến nay mức độ sạt lở càng ngày càng mạnh Trong năm 2004 và 2005 dòng chảy đã tấn công mạnh vào bờ sông thuộc xã An Hóa và Giao Hòa huyện Châu Thành khiến nhiều đoạn bị sạt lở lấn sâu vào bờ khoảng từ 15 đến 20m làm cho phải di dời 20 hộ dân, và trên 40 hộ khác đang bị đe dọa trong đó có một số cơ sở sản xuất kinh doanh với cơ sở hạ tầng lớn Hiện nay cột nước xoáy vào chân và hai bên mố cầu An Hóa rất mạnh hình thành một hố xói có cao trình đáy khoảng -15m và kích thước khá lớn làm cho cầu này bị đe dọa nghiêm trọng [1,2]

Trong tương lai, khi dự án xây dựng cầu Rạch Miễu hoàn tất, sẽ có sự phát triển nhanh chóng các khu công nghiệp, khu chế xuất, đồng thời các dự án lớn về nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản, cũng như sự phát triển giao thông thủy sẽ được triển khai mạnh mẽ trên địa bàn tỉnh Bến Tre Điều này khiến sự tác động của con người lên hệ thống sông rạch ngày càng nhiều hơn, mạnh mẽ hơn Vì thế hiện tượng xói lở mái bờ sông, biến hình lòng dẫn sông rạch tỉnh Bến Trenói chung và sông An Hóa nói riêng sẽ diễn ra mãnh liệt hơn, phức tạp hơn là điều không thể tránh khỏi

Rõ ràng hiện tượng xói lở mái bờ sông, biến hình lòng dẫn sông An Hóa đã, đang và sẽ còn gây nên những thiệt hại to lớn về tính mạng, tài sản của nhà nước và nhân dân, làm chậm sự phát triển kinh tế xã hội trong khu vực Do đó việc thực hiện nghiên cứu về sự biến đổi lòng dẫn và xói lở bờ sông An Hóa là vô cùng cần thiết

và cấp bách

2 Mục tiêu của Luận văn :

- Nghiên cứu đánh giá thực trạng xói lở bờ và xác định các nhân tố ảnh hưởng, nguyên nhân gây ra hiện tượng xói lở bờ sông An Hóa

- Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn và dự báo xói lở bờ đoạn sông An Hóa nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội khu vực ven bờ sông

- Đề xuất định hướng một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

3 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp điều tra khảo sát: Thu thập điều tra các tài liệu liên quan đến hiện tượng xói lở lòng dẫn; Điều tra thực trạng sạt lở, tình hình diễn biến lòng dẫn, dân sinh, kinh tế …trong khu vực nghiên cứu Phân tích, tổng hợp các tài liệu đo đạc, khảo sát

- Phương pháp mô hình toán, ứng dụng mô hình toán Mike 11, Mike 21C vào nghiên cứu dòng chảy, chuyển động bùn cát, nghiên cứu biến hình lòng dẫn và

dự báo biến đổi lòng dẫn, đường bờ

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu:

Việc nghiên cứu biến đổi lòng dẫn và dự báo xói lở bờ là một trong những nội dung quan trọng nhằm phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại do xói lở bờ gây ra Đây là vấn đề nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn và ý nghĩa lý luận khoa học cao, và cũng là một trong những vấn đề còn rất khó, không những trong nước mà còn cả trên thế giới hiện nay

Với việc ứng dụng mô hình toán Mike 11 và Mike 21C - là những mô hình tính toán mô phỏng sông ngòi được xem là ưu thế nhất hiện nay trên thế giới, đã được chuyển giao và áp dụng một cách hiệu quả tại một số vùng ở Việt Nam – có thể mô phỏng dòng chảy, dòng bùn cát …trên một đoạn sông hay một con sông gần giống như thật Qua đó có thể tính toán, dự báo tốc độ xói lở bờ, diễn biến lòng dẫn tương đối chính xác

Từ những kết quả nghiên cứu, tính toán đó, ta có thể xác định được các hành lang an toàn và đề xuất được các giải pháp công trình phòng chống xói lở bờ tạo

điều kiện ổn định các khu dân cư sống dọc hai bên bờ sông, phục vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội địa phương

5 Các nội dung nghiên cứu của Luận văn :

- Nghiên cứu thực trạng và nguyên nhân xói lở sông An Hóa

- Giới thiệu mô hình Mike 11 (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình trong tính toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre, qua đó đưa ra kết quả tính toán thủy lực cho đoạn sông An Hóa - Chẹt Sậy, sử dụng làm điều kiện thủy lực cho mô hình Mike 21C

- Giới thiệu mô hình Mike 21C (cơ sở lý thuyết), ứng dụng mô hình tính toán diễn biến lòng dẫn và xói lở bờ sông An Hóa Qua đó sẽ mô phỏng tính toán dự báo tốc độ xói lở bờ trong tương lai

- Nghiên cứu, đề xuất định hướng một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

6 Cấu trúc của Luận văn :

Ngoài phần mở đầu, kết luận - kiến nghị, nội dung chính của Luận văn được trình bày trong 5 chương:

+ Chương 1 : Tổng quan

+ Chương 2: Thực trạng và nguyên nhân, cơ chế xói lở bờ sông An Hóa

+ Chương 3: Tính toán thủy lực mạng lưới sông rạch tỉnh Bến Tre và

sông An Hóa bằng mô hình Mike 11

+ Chương 4 : Tính toán, dự báo xói lở bờ sông An Hóa bằng mô hình

Mike 21C

+ Chương 5: Nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp công trình bảo vệ bờ

sông An Hóa

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài

I.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước :

Ở Việt Nam, nghiên cứu động lực học dòng sông được bắt đầu vào cuối những năm 60 thế kỷ trước với các công trình phòng chống lũ lụt, giao thông thủy

và chống bồi lắng tại các cửa lấy nước tưới ruộng trên các sông miền Bắc Các nghiên cứu ban đầu thường được tiến hành trong các phòng thí nghiệm của Viện Khoa học Thủy lợi, Viện Thiết kế Giao thông Vận tải, Trường Đại học Xây dựng

Hà Nội, Trường Đại học Thủy lợi Cách đây vài chục năm, các nghiên cứu trên mô hình toán mới được phát triển, với sự tham gia của các nhà khoa học thuộc Viện Cơ học Việt Nam, Viện Khí tượng Thủy văn Những vấn đề của động lực học dòng sông và chỉnh trị sông cũng được đưa vào đề tài trong các chương trình trọng điểm cấp Nhà nước

Những nghiên cứu về dòng chảy sông ngòi, nổi bật có các công trình về chuyển động không ổn định của Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Như Khuê, Nguyễn Ân Niên, Lương Phương Hậu và sau này là Nguyễn Văn Điệp, Trịnh Quang Hoà, Nguyễn Tất Đắc Những nghiên cứu về chuyển động bùn cát có các công trình của Lưu Công Đào, Vi Văn Vị, Hoàng Hữu Văn, Võ Phán

Trong giai đoạn 1970 đến 2001, xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu về diễn biến lòng sông và chỉnh trị sông Các vấn đề của các sông vùng đồng bằng Bắc

bộ xuất hiện nhiều trong các nghiên cứu của Vũ Tất Uyên, Lương Phương Hậu, Nguyên Văn Toán, Trần Xuân Thái, Trịnh Việt An, Trần Đình Hợi, Tôn Thất Vĩnh, Nguyễn Văn Phúc Các vấn đề của các sông vùng ĐBSCL được Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Sinh Huy, Hoàng Văn Huân, Lê Mạnh Hùng, Lê Xuân Thuyên…, nghiên cứu nhiều trong mười năm gần đây Các vấn đề sông ngòi miền Trung có các nghiên cứu của Ngô Đình Tuấn, Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ, Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Nguyễn Văn Tuần…

Hiện nay, Nhà nước đang đầu tư các cơ sở nghiên cứu thí nghiệm chuyên sâu như phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực sông biển, phòng thí nghiệm phòng chống thiên tai Hòa Lạc, phòng nghiên cứu Động lực sông, ven biển của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam tại Bình Dương v.v… Về nhân lực, một lực lượng cán bộ khoa học trẻ được đào tạo trong nước và ngoài nước, đã nắm bắt được một số thành tựu khoa học - công nghệ tiên tiến trên thế giới, chắc chắn sẽ có những đóng góp tích cực cho sự phát triển ngành khoa học động lực học dòng sông và chỉnh trị sông ở nước ta

Những công trình khoa học trong nước liên quan tới nội dung nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu của đề tài:

- Đề tài "Nghiên cứu dự báo biến hình lòng sông và các biện pháp công trình phòng chống xói lở bờ sông Cửu Long đoạn Tân Châu - Hồng Ngự ", Viện KH Thủy Lợi miền Nam, (1995 - 1996);

- Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi công trình bảo vệ bờ sông Cửu Long khu vực thị trấn Tân Châu, tỉnh An Giang, 1996

- Đề tài cấp Nhà nước KHCN 07.03 "Nghiên cứu diễn biến lòng sông tự nhiên và do quy hoạch kinh tế xã hội, kiến nghị phương pháp giải quyết ở ĐBSCL, Viện KH Thủy Lợi miền Nam, (1998);

- Dự án "Điều tra biến đổi lòng dẫn hệ thống sông Cửu Long, hạ du sông Đồng Nai Sài Gòn và định hướng các giải pháp kỹ thuật phòng chống sạt lở, giảm nhẹ thiên tai trên sông Cửu Long" , Viện KH Thủy Lợi miền Nam, (1995- 1998);

- Dự án KHCN cấp Nhà nước "Nghiên cứu dự báo phòng chống xói lở bờ sông Cửu Long", Viện KH Thủy Lợi miền Nam, 1999 ÷ 2000;

- Đề tài cấp Nhà nước KC08-15 "Nghiên cứu dự báo xói lở, bồi lắng lòng dẫn và đề xuất các biện pháp phòng chống cho hệ thống sông ở Đồng bằng sông Cửu Long", Viện KH Thủy Lợi miền Nam, (2001 - 2005);

- Dự án điều tra cơ bản: "Điều tra cơ bản hệ thống các cửa sông Cửu Long", Viện KH Thủy Lợi miền Nam, (1998 - 2003);

Tuy nhiên những vấn đề về qui luật xói bồi, biến hình lòng sông cũng như dự báo qui luật đó là những vấn đề hết sức phức tạp xảy ra trong không gian rộng với những đặc thù riêng, đặc biệt là với các sông chịu ảnh hưởng của thủy triều Kết quả nghiên cứu các qui luật này còn ít, và đây cũng là vấn đề khó trên thế giới, cần tiếp tục nghiên cứu thêm

Một số đoạn sông đã được Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam ứng dụng mô hình toán Mike 21C trong các đề tài nghiên cứu như :

- Đoạn Long Xuyên trên sông Hậu : diễn tả quá trình xói bồi, đặc biệt là bồi lắng nhánh trái cù lao ông Hổ

- Đoạn Tân Châu - Hồng Ngự trên sông Tiền đã được mô phỏng diễn biến trong giao đoạn 2004 – 2007 cho thấy xói lở nhánh Long Khánh tiếp tục gia tăng và bồi lắng nhánh Hồng Ngự có xu thế làm thoái hóa nhánh này Kè Tân Châu cũng được đưa vào xem xét diễn biến trước và sau công trình kè Kết quả cho thấy kè có nguy cơ bị xói lở đặc biệt là ở phần hạ lưu

- Sông Sài Gòn đoạn bán đảo Thanh Đa

- Sông Nhà Bè đoạn từ mũi Đèn Đỏ đến mũi Nhà Bè

-Sông Đồng Nai đoạn Thành phố Biên Hòa

I.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước :

Trên thế giới, những nghiên cứu về động lực dòng sông, được phát triển mạnh trong nửa thế kỷ thứ XIX ở các nước Âu Mỹ Những nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp như Du Boys về chuyển động bùn cát, Barré de Saint - Venant về dòng không ổn định, L Fargue về hình thái sông uốn khúc vẫn giữ nguyên giá trị sử dụng cho đến ngày nay

Vào những năm đầu thế kỷ XX, với những đóng góp lớn của các nhà khoa học Xô Viết, những tên tuổi gắn liền với các thành tựu khoa học lớn là Lotchin V.M về tính ổn định của lòng sông ; của Bernadski N.M về chuyển động hai chiều

; của Makkavêep V.M về dòng thứ cấp ; của Velikanôp M.A., về quá trình diễn

biến lòng sông ; của Gôntrarôp V.N và Lêvi I.I., về chuyển động bùn cát ; của Altunin S.T., Grisanin K.B., và Kariukin S.N về chỉnh trị sông v.v… Chính trong thời gian đó đã nổ ra những cuộc tranh luận gay gắt giữa lý thuyết khuếch tán và lý thuyết trọng lực, giữa hai trường phái ngược nhau khi đánh giá tổn thất năng lượng trong dòng chảy có và không mang bùn cát, giữa các chỉ tiêu khởi động của bùn cát

và các chỉ tiêu ổn định của lòng dẫn Tham gia gián tiếp vào các cuộc tranh luận đó,

từ những năm 50 đến giữa những năm 60, có các nhà khoa học Trung Quốc như Trương Thụy Cẩn, Tiền Ninh, Tạ Giám Hoành, Đậu Quốc Nhân, Sa Ngọc Thanh v.v… Trong thời gian này, ở Tây Âu có những công trình về chuyển động bùn cát của E Meyer Peter và Muller; về hình thái lòng sông ổn định có các nhà khoa học Anh Kennedy R.G., Lindley E.S và Laccy G với "Lý thuyết chế độ" (Regime theory) nổi tiếng Các nhà khoa học Mỹ như Einstein H.A., Ven-te-Chow, Ning-chien có nhiều công trình nghiên cứu về dòng chảy và chuyển động bùn cát

Từ những năm 60 thế kỷ XX đến nay, do ứng dụng những tiến bộ khoa học

kỹ thuật và đặc biệt là những tiến bộ trong kỹ thuật tính toán, động lực học dòng sông có những bước phát triển mới, sâu sắc trong việc hoàn thiện mô hình hoá các hiện tượng thủy lực phức tạp Một số mô hình toán, mô phỏng dòng chảy hai chiều 2D, ba chiều 3D, mô phỏng quá trình diễn biến lòng dẫn như Mike 11, và Mike 21C cho kết quả tính toán dòng chảy, dự báo biến hình lòng dẫn khá chính xác Về nghiên cứu thực địa đã có những thiết bị đo đạc hiện đại, nhanh chóng, chính xác, nên có thể nhận được trường vận tốc dòng chảy ở độ sâu khác nhau, có thể xác định được độ sâu lòng dẫn cùng với tọa độ địa lý mong muốn Đã thu được kết quả khả quan trong việc ứng dụng kỹ thuật hiện đại khảo sát đường đi của hạt bùn cát bằng chất đồng vị phóng xạ khi nghiên cứu bồi lắng lòng dẫn tại các vùng cửa sông Về nghiên cứu biến hình lòng dẫn trên mô hình vật lý đã có những tiến bộ vượt bậc như việc thực hiện được những tiêu chuẩn tương tự khó, trên cơ sở xây dựng mô hình lòng động với các chất liệu mô phỏng bùn cát đáy, bùn cát lơ lửng bằng vât liệu mới đảm bảo độ chính xác cao Ngoài ra trong mấy thập niên gần đây các nhà khoa học

đã ứng dụng GIS vào việc nghiên cứu dự báo biến hình ngang lòng dẫn

Bên cạnh những tên tuổi mới xuất hiện như Cunge J.A (Pháp), Borgadi J.L (Hungari), Hâncu Simion (Rumani), Mamak W (Ba Lan), Grisanihin K.V (Liên Xô) v.v đã xuất hiện những công trình của tập thể tác giả hoặc tên của một cơ quan nghiên cứu như Bureau of Reclamation (Mỹ), SOGREAN (Pháp), VNIIG (Liên Xô), DELFT (Hà Lan), DHI (Đan Mạch), Đ H Vũ Hán (Trung Quốc)

I.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu :

I.2.1 Vị trí địa lí, đặc điểm địa hình :

I.2.1.1 Vị trí địa lí :

Sông An Hóa - Chẹt Sậy là đoạn sông nối liền sông Cửa Đại ( sông Tiền ) với sông Ba Lai, dài khoảng 3km chảy qua địa phận các xã Giao Hòa, An Hóa huyện Châu Thành và xã Long Định, Long Hòa huyện Bình Đại, với tọa độ địa

lí như sau (Hình 1-1) :

Từ 106026'22’’ đến 106026'42’’ kinh độ Đông

Từ 10015'54’’ đến 10017'03’’ vĩ độ Bắc

Hình 1-1: Vị trí địa lí của khu vực nghiên cứu

I.2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo :

Địa hình khu vực bờ sông An Hóa tương đối bằng phẳng, cao độ mặt đất tự nhiên biến đổi từ +1.2m đến +0.7m, thấp dần từ bờ sông vào nội đồng

Độ dốc mặt đất trung bình khu vực cận bờ sông i = 0.0002 ÷ 0.0005

Chiều rộng đáy sông trung bình khoảng 150m, bề rộng mặt sông tính từ mép

bờ trung bình đạt 220m Cao độ đáy sông trung bình -10m Tại vị trí các hố xói sau cầu An Hóa và gần cửa sông Ba Lai cao trình đáy đạt khoảng -13 ÷ -15m

Bờ sông phía Tây thuộc huyện Châu Thành là vùng dân cư đông đúc, có các nhà máy, xí nghiệp nằm sát bờ sông

Bờ sông phía Đông thuộc huyện Bình Đại, cao độ thấp, chủ yếu là vườn cây, ruộng lúa, nhà cửa rải rác là các nhà nhỏ bằng tôn hay nhà lá

Một cầu bê tông lớn bắc qua sông An Hóa nằm trên tỉnh lộ 883, nối hai huyện Bình Đại và Châu Thành

Dọc bờ sông phía An Hóa - Châu Thành một số cơ quan, xí nghiệp và người dân đã tự làm kè bờ bằng bê tông hay bằng cây dừa, cừ tràm để tự bảo vệ cơ sở sản xuất của mình nhưng phần lớn các kè này đã bị xói chân và gãy đổ

I.2.2 Địa chất khu vực :

Qua các tài liệu về khoan khảo sát địa chất tại khu vực bờ sông An Hóa, ta

Lớp 4: Sét pha hạt bụi, màu nâu đỏ, xám xanh, đốm vàng, trạng thái dẻo

cứng đến cứng Phân bố từ cao trình -12m

Thành phần cơ lí của các lớp đất được trình bày trên bảng 1-1

Chỉ tiêu cơ lí Đơn vị Lớp 2 Lớp 2a Lớp 3 Lớp 3a Lớp 3b Lớp 4

I.2.3 Đặc điểm khí tượng :

1 Nhiệt độ :

Nhiệt độ trung bình năm là : 270C

Nhiệt độ cao nhất (tuyệt đối) là : tmax = 38,90C

Nhiệt độ thấp tuyệt đối là : tmin = 14,90C

Số giờ nắng bình quân trong năm là : 2000 ÷ 2700 giờ

Tháng 2 và 3 có số giờ nắng bình quân : 8 ÷ 9 giờ/ngày

Tháng 9 và 10 có số giờ nắng bình quân : 3 ÷ 4 giờ/ngày

4 Bốc hơi :

Lượng bốc hơi bình quân năm : 1117mm/năm

Tháng 3 có lượng bốc hơi cao nhất : 133mm/tháng

Tháng 10 có lượng bốc hơi thấp nhất : 72mm/tháng

5 Gió :

Gió Đông Bắc từ tháng 7 đến tháng 1 năm sau, chiếm 60 ÷ 70%, tốc

độ gió bình quân 2.5m/s, còn lại theo các hướng gió khác

Gió Tây Nam từ tháng 2 đến tháng 6 , chiếm 60 ÷ 70%, tốc độ gió bình quân 2.4m/s, còn lại theo các hướng gió khác

6 Mưa :

Mưa vùng Bến Tre (ven biển Đông) thuộc vào loại thấp

Lượng mưa bình quân năm đạt :1450 mm Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 chiếm : 90 ÷ 93% lượng mưa

Các tháng mùa khô chiếm : 7 ÷ 10% lượng mưa Lượng mưa ngày lớn nhất đạt : 153mm

I.2.4 Đặc điểm thủy văn dòng chảy:

Chế độ thủy văn của sông An Hóa liên quan chặt chẽ đến chế độ thủy văn trên sông Tiền, sông Ba Lai và sông Hàm Luông Mặt khác, sông An Hóa còn chịu ảnh hưởng của thủy triều biển Đông

CHƯƠNG II : THỰC TRẠNG & NGUYÊN NHÂN, CƠ CHẾ XÓI LỞ BỜ

SÔNG AN HÓA

II.1 Khái quát chung tình hình sạt lở bờ hệ thống sông ở ĐBSCL:

Xói lở bờ hệ thống sông ở ĐBSCL là một hiện tượng xảy ra khá phổ biến hiện nay Theo thống kê gần đây [3] trên toàn hệ thống sông Cửu Long có 81 điểm xói lở, với quy mô, tốc độ diễn biến hàng năm khá lớn, đã, đang và sẽ còn gây ra nhiều thiệt hại về người và của, hiện đang là nỗi bức xúc của người dân sống ven sông cùng các cấp chính quyền từ trung ương đến địa phương

Hình 2.1 – Vị trí các khu vực sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL

Do hiện tượng sạt lở bờ sông xảy ra khá phổ biến ở ĐBSCL, nên không thể cùng một lúc giải quyết các vấn đề liên quan đến hiện tượng này ở tất cả các vị trí, khu vực đang bị sạt lở Với mục đích ổn định cuộc sống người dân, đảm bảo điều kiện phát triển bền vững, giảm tới mức thấp nhất những thiệt hại do xói lở bờ gây

ra, điều này đồng nghĩa với việc xác định đúng trọng tâm, trọng điểm, xác định được thứ tự ưu tiên cho việc đầu tư xây dựng các công trình bảo vệ bờ

Sự phân bố dân cư, phân bố khu đô thị, khu công nghiệp, công trình kiến trúc, công trình văn hoá vv… ven hệ thống sông Cửu Long và nhu cầu giao thông thủy, thoát lũ ở các sông hoàn toàn không giống nhau, vì thế có những điểm, những khu vực sạt lở hàng năm rất lớn, song mức độ thiệt hại lại không nhiều Đôi khi sạt

lở ở những khu vực này còn ảnh hưởng tốt tới sự hình thành thế sông ở những khu vực lân cận khác Ngược lại ở một số vị trí, một số điểm, một số khu vực có tốc độ sạt lở trung bình hàng năm không lớn, nhưng lại là những điểm gây hiểm họa rất lớn cho nhân dân, phá hủy nhà cửa, ruộng vườn, làm sụp đổ công trình kiến trúc, cơ

sở hạ tầng, làm nhiều người dân bị mất đi mạng sống, …

Như vậy, trên quan điểm này kết hợp với điều tra thực tế, phân tích, nghiên cứu tất cả các khu vực xói lở bờ hệ thống sông ở ĐBSCL, cho thấy hiện có 6 khu vực xói lở bờ được xem là những khu vực sạt lở trọng điểm đó là:

- Khu vực xói lở bờ sông Tiền đoạn thị trấn Tân Châu, tỉnh An Giang;

- Khu vực xói lở bờ sông Vàm Nao, tỉnh An Giang;

- Khu vực xói lở bờ sông Tiền đoạn chảy qua thị xã Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp;

- Khu vực xói lở bờ sông Hậu và rạch Bình Ghi đoạn biên giới Việt Nam – Campuchia, tỉnh An Giang;

- Khu vực xói lở bờ sông Hậu đoạn thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang;

- Khu vực xói lở sông Cái Nai đoạn thị trấn Năm Căn, tỉnh Cà Mau

Đây là những khu vực mà mỗi một đợt sạt lở bờ có thể gây thiệt hại rất lớn, không chỉ gây thiệt hại tài sản của Nhà nước và nhân dân mà còn có những tác động không có lợi khác như làm ảnh hưởng tới đường biên giới quốc gia, tới thế sông, đôi khi còn gây nên tổn thất cả về con người

Vị trí các khu vực sạt lở trọng điểm được thể hiện trong hình 2.2

Hình 2.2 - Vị trí các khu vực sạt lở bờ trọng điểm trên hệ thống sông ở ĐBSCL Nhận xét chung về tình hình xói lở bờ hệ thống sôngở ĐBSCL:

Tình trạng xói lở bờ hệ thống sông ở ĐBSCL đang xảy ra khá phổ biến và có chiều hướng ngày một gia tăng Kết quả tổng hợp số liệu sạt lở bờ các sông trên hệ thống sông ở ĐBSCL ở bảng 2.1 dưới đây cho thấy [3]:

Trên hệ thống sông ở ĐBSCL, sạt lở bờ nhiều nhất xảy ra trên sông Vàm Nao, tiếp đến là sông Tiền, sông Hậu…

Bảng 2.1 Tổng hợp số liệu sạt lở bờ các sông trên hệ thống sông ở ĐBSCL

sông (L) Số vị trí sạt lở Chiều dài sạt lở (L S ) Tỷ lệ L S /L

- Xói lở bờ sông Tiền cùng các cửa sông Tiền nhiều hơn xói lở bờ sông Hậu

cùng các cửa sông Hậu Trên sông Tiền và các cửa sông có 38 điểm bị xói lở, với

chiều dài 114,5 km, trong khi đó trên sông Hậu cùng các cửa sông có 23 điểm bị xói

lở, với chiều dài 48,32 km;

- Xói lở bờ các sông có cửa đổ ra biển Đông (70 vị trí sạt lở) nhiều hơn các

sông có cửa đổ ra biển Tây (11 vị trí sạt lở);

- Các đoạn bờ sông có tốc độ và quy mô sạt lở lớn đều tập trung ở sông Tiền,

sông Hậu Mỗi đợt lở bờ tại các đoạn sông cong có hố xói cục bộ, các đoạn sông có

cửa hợp lưu, phân lưu gần nhau như Tân Châu, Hồng Ngự, Sa Đéc, Vàm Nao…,

đều có kích thước khối lở lớn, chiều sâu lấn vào bờ 20 ÷30 m, chiều dài đoạn bờ lở

lớn hơn 100 m;

- Bờ sông thuộc địa phận thành phố, thị xã, thị trấn, tập trung đông dân cư sinh sống, nơi có nhiều họat động của con người khai thác dòng sông, có mật độ tàu thuyền đi lại nhiều đều bị sạt lở;

- Hầu hết đầu các cù lao, cồn, bãi trong lòng sông đều bị xói lở mạnh vào mùa lũ, vùng cửa sông xói lở xảy ra ở các đoạn bờ sông không có cây cối bảo vệ;

- Tất cả các sông, kênh, rạch đào ở vùng ĐBSCL đều bị xói lở, mạnh nhất đoạn giữa nơi có sự tranh chấp của hai chế độ dòng chảy lệch pha, mặt cắt tại

đó thường lớn hơn rất nhiều so với mặt cắt hai đầu, ví dụ như kênh xáng Tân Châu Đốc, sông Vàm Nao, kênh đào nối sông Tiền và sông Sa Đéc…

Ban đầu, sông An Hóa là một con kênh đào với bề rộng (bề mặt) khoảng 40m, sâu khoảng 5m, nhằm mục đích phục vụ giao thông thủy giữa sông Ba Lai và sông Tiền [2] Sau một thời gian, dòng chảy đã làm lòng kênh mở rộng và xói sâu bởi các yếu tố khách quan cũng như chủ quan, đặc biệt từ sau khi xây dựng cống đập Ba Lai, thì cường độ dòng chảy đã tăng đáng kể khi chảy qua sông An Hóa, khiến cho hai bên bờ sông An Hóa bị sạt lở mạnh, đặc biệt là bờ sông phía bên các

xã An Hóa, Giao Hòa huyện Châu Thành

Dọc theo bờ sông An Hóa từ đoạn giao nhau với sông Tiền đến đoạn giao nhau với sông Ba Lai ta thấy :

Đoạn bờ hữu sông An Hóa khu vực ấp 9, xã Giao Hòa, từ chỗ ngã ba với sông Cửa Đại đến chân cầu An Hóa, hiện tượng sạt lở bờ tại khu vực này diễn ra tương đối mạnh , tốc độ sạt lở trung bình khoảng 5-6m/năm Đây là khu vực ít tập trung nhà cửa và cơ sở sản xuất, nhưng tình trạng sạt lở cũng đã khiến một số các

hộ dân buộc phải di dời

Hình 2-3: Xói lở bờ hữu khu vực ấp 9 xã Giao Hòa, tháng 8/2006

Hình 2-4: Xói lở bờ hữu khu vực ấp 9 xã Giao Hòa, tháng 8/2006

Phía bờ hữu, tại khu vực ấp 2 xã An Hóa, đoạn từ chân cầu An Hóa đến ngã

tư giao với sông Ba Lai, là khu vực tập trung phần lớn dân cư và các xí nghiệp sản xuất Trong những năm gần đây, hiện tượng sạt lở bờ sông ở khu vực này diễn ra rất mạnh, tốc độ sạt lở khoảng 8-10m/năm, có những đoạn sạt lở sâu vào bờ đến 15m Trong khu vực này người dân và các cơ sở đã tự gia cố từng đoạn bờ bằng kè bê tông, cây dừa, cừ tràm, nhưng phần lớn chỉ sau một thời gian ngắn thì bị sụp đổ vì

bị rỗng chân do xói sâu

Hình 2.5 : Xói lở tại chân cầu An Hóa , tháng 8/2006

Hình 2.6 : Xói lở bờ làm phá hủy cơ sở sản xuất nước mắm An Hóa , tháng 8/2006

Hình 2.7: Sạt lở bờ kè bê tông tại Công ty chế biến thủy sản ,tháng 8/2006

Hình 2.8: Sạt lở kè tại Cửa hàng Vật liệu xây dựng Hai Chiếm ,tháng 8/2006

Hình 2.9: Xói lở bờ hữu khu vực ấp 2 xã An Hóa , tháng 8/2006

Hình 2.10: Xói lở bờ hữu khu vực ấp 2 xã An Hóa , tháng 8/2006

Đoạn bờ tả sông An Hóa, thuộc 2 xã Long Định và Long Hòa, huyện Bình Đại, tình hình sạt lở trên toàn tuyến cũng khá mạnh, tốc độ sạt lở đạt khoảng từ 5 -7m/năm Khu vực này chủ yếu là vườn cây nên việc xói lở bờ tuy diễn ra mạnh nhưng cũng ít ảnh hưởng đến cuộc sống người dân

Hình 2.11: Xói lở bờ tả khu vực ấp 5 xã Long Hòa , tháng 8/2006

Hình 2.12: Xói lở tại bến phà cũ, khu vực ấp 5 xã Long Hòa , tháng 8/2006

Hình 2.13: Kè thép chống xói lở tại chân cầu An Hóa phía Bình Đại, tháng 8/2006

Hình 2.14: Xói lở bờ tả khu vực ấp 3 xã Long Định, tháng 8/2006

II.3 Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến xói lở bờ sông An Hóa:

II.3.1 Khái quát chung nguyên nhân xói lở bờ sông

Xói lở bờ, bồi lắng lòng dẫn trong sông thiên nhiên là hiện tượng tự nhiên, tất yếu, thông qua việc tạo ra các hố xói sâu, các cồn bãi, các đoạn sông uốn cong thành bờ lõm, bờ lồi, lòng dẫn dần dần đạt đến trạng thái ổn định

Xĩi lở bờ là biến hình ngang của lịng dẫn, xảy ra do tổ hợp của quá trình xĩi lịng dẫn và lở bờ, trong đĩ xĩi lịng dẫn là tiền đề cịn lở bờ là kết quả Xĩi lịng dẫn là một quá trình tương tác giữa dịng chảy và lịng dẫn mà kết quả là các hạt bùn cát bị tách ra khỏi lịng dẫn và được vận chuyển đi nơi khác, cịn lở bờ là do sự mất cân bằng của các lực cơ học, mất cân bằng khối đất bờ (lực gây trượt lớn hơn lực chống trượt), kết quả dẫn đến khối đất mái bờ sơng bị trượt hay sụt lở từng mảng xuống sơng

Như vậy nếu xem xét trên mối quan hệ nhân quả, mà kết quả là khối đất bờ

bị sụp đổ, bị mất cân bằng, thì nguyên nhân gây ra kết quả đĩ chính là các yếu tố tác động vào khối đất bờ làm thay đổi mối tương quan giữa lực gây trượt và lực chống trượt Trong trường hợp này cần quan tâm tới các yếu tố làm gia tăng lực gây trượt

và các yếu tố làm suy giảm lực chống trượt của khối đất

Để xác định được các yếu tố làm gia tăng lực gây trượt, làm giảm lực chống trượt, quan sát hình 2.15 dưới đây, mơ phỏng hình dạng cung trượt khối đất mái bờ sơng

Khối đất chống trượt

Tâm trượt O (X,Y)

Gi - trọng lượng cột đất thứ i

V - Thể tích của khối đất

γ - Dung trọng của đất Gi=γ V

gây trượt M Gi.Sinαi

chống trượt M Gi.Cosαi.tgφ M Ci.li

[4]

Hình 2.15 - Hình dạng cung trượt khối đất mái bờ sơng