Dòng chảy trong sông là dòng chảy phức tạp thường xuyên làm biến đổi lòng dẫn gây xói sạt lở bờ đây cũng là vấn đề muôn thuở của sông ngòi trên khắp thế giới Đoạn bờ sông Khánh Trạch thuộc bờ hữu sông Lại Giang đoạn đi qua xã Hoài Mỹ huyện Hoài Nhơn có chiều dài khoảng 1 600m chịu tác động thường xuyên của dòng chảy lũ qua nhiều năm bị xói mòn xâm thực bờ tạo nên đoạn sông cong gấp khúc gây uy hiếp đến tính mạng tài sản của nhân dân và cơ sở hạ tầng ven sông Luận văn đi nghiên cứu tính toán các đặc trưng dòng chảy và diễn biến lòng sông đoạn Khánh Trạch trên cơ sở đặc điểm hiện trạng tự nhiên của đoạn sông ứng dụng mô hình số trị MIKE 11 HD và MIKE 21 FM mô phỏng hiện thực và sau khi bố trí các phương án công trình Qua kết quả nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ đoạn sông Khánh Trạch nhằm hạn chế thiệt hại xói lở do dòng chảy gây ra phục vụ công tác phòng chống lũ chỉnh trị sông góp phần phát triển kinh tế xã hội và ổn định cuộc sống dân cư ven bờ sông Lại Giang huyện Hoài Nhơn nói riêng và tỉnh Bình Định nói chung
Phương pháp nghiên cứu
- Điều tra, thống kê và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài;
- Các số liệu thiết kế công trình (hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thiết kế kỹ thuật công trình…);
- Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lý thuyết của công nghệ xây dựng công trình bảo vệ bờ, các biện pháp xử lý.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ứng dụng các thành tựu khoa học, tin học, các tiến bộ kỹ thuật mới và các kinh nghiệm thực tế để đánh giá ổn đi ̣nh bờ sông
Định hướng xói lở và bồi lắng do biến đổi dòng chảy là cần thiết để đưa ra phương án chỉnh trị hiệu quả, nhằm hạn chế thiệt hại do dòng chảy gây ra Điều này phục vụ cho công tác phòng chống lũ, cải tạo bờ sông và lòng sông, góp phần phát triển kinh tế xã hội và nâng cao đời sống cư dân ven bờ sông Lại Giang, huyện Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định.
Cấu trúc luận văn
TỔ NG QUAN V Ề ĐOẠ N SÔNG NGHIÊN C Ứ U 1.1 Đặc điểm tự nhiên
Đặc điểm kinh tế, xã hội
Tính đến năm 2016, huyện Hoài Nhơn có tổng dân số 210.803 người, trong đó khu vực đô thị có 29.601 người, chiếm 14,04%, và khu vực nông thôn là 181.202 người, chiếm 85,96% Mật độ dân số khu vực đô thị dao động từ 1.000 đến 1.600 người/km², trong khi khu vực nông thôn có mật độ dân số biến đổi từ 160 đến 2.350 người/km² Tỷ lệ tăng dân số trung bình của huyện là 0,25%.
Tổng số lao động trong độ tuổi lao động hiện nay là 115.007 người, chiếm 54,55% Cơ cấu lao động giữa các ngành kinh tế đã có sự chuyển biến tích cực, với lao động trong ngành nông, lâm nghiệp và thủy sản đạt 60.360 người, chiếm 52,48% tổng số lao động có việc làm Ngành công nghiệp và xây dựng có 24.210 lao động, tương đương 21,05%, trong khi lao động trong lĩnh vực thương mại và dịch vụ là 30.437 người, chiếm 26,47%.
Chất lượng lao động hiện nay còn hạn chế, với tỷ lệ công nhân lành nghề và cán bộ kỹ thuật chưa đáp ứng đủ yêu cầu phát triển kinh tế Sự chênh lệch này cũng thể hiện rõ giữa các vùng và các ngành kinh tế khác nhau.
Vùng nghiên cứu dân số có tỷ lệ hộ nghèo cao, chiếm khoảng 15% tổng số hộ Ngành nông nghiệp chiếm gần 70% tổng số lao động tại các xã Hoài Đức, trong khi xã Hoài Mỹ có đến 91% lao động làm việc trong lĩnh vực này Đặc biệt, xã Hoài Hải, nằm hạ lưu sông giáp biển, chủ yếu có dân cư làm nghề thủy sản, bao gồm đánh bắt và nuôi trồng, với sản xuất nông nghiệp gần như không tồn tại.
1.2.2 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật và xã hội
Vùng nghiên cứu sở hữu hệ thống giao thông đối ngoại thuận lợi, với tuyến đường kết nối thị trấn Bồng Sơn, xã Hoài Mỹ và các khu vực lân cận đã được nâng cấp và xây dựng, đảm bảo kết nối thông suốt với Quốc lộ 1A và tỉnh lộ 629.
Công tác giáo dục phổ cập trung học cơ sở và tiểu học tại xã Hoài Mỹ được triển khai thường xuyên, với 4 trường phổ thông, trong đó có 2 trường đạt danh hiệu tiên tiến cấp huyện.
Chăm sóc sức khỏe ban đầu cho nhân dân ngày càng nâng cao chất lượng, với số lượng người khám và điều trị tại trạm y tế tăng lên Các chương trình y tế quốc gia duy trì thường xuyên, đạt kết quả cao, trong đó 100% trẻ em trong độ tuổi được tiêm phòng 6 bệnh truyền nhiễm và uống vitamin A định kỳ, cùng với việc tiêm phòng viêm gan B Tỷ lệ trẻ em suy dinh dưỡng hiện còn 25,2% Công tác bảo vệ và chăm sóc trẻ em, đặc biệt là những em có hoàn cảnh khó khăn, được chú trọng hơn Ngoài ra, vệ sinh môi trường và phòng chống dịch bệnh được chỉ đạo liên tục.
Các hoạt động văn hóa, thông tin và thể dục thể thao luôn được duy trì thường xuyên ở mọi lứa tuổi Hằng năm, giải việt dã được tổ chức vào dịp Tết Nguyên Đán cùng với các giải bóng đá thanh niên, bóng đá nhi đồng, bóng chuyền và cờ tướng Phong trào văn nghệ quần chúng và giao lưu giữa các ngành, đoàn thể cũng được tổ chức theo từng chủ đề, ngày càng nâng cao chất lượng.
1.2.3 Hi ện trạng kinh tế
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng nông thôn, nơi mà kinh tế nông nghiệp đóng vai trò chủ yếu Diện tích đất nông nghiệp chủ yếu được sử dụng để trồng lúa, chiếm hơn 80% tổng diện tích sản xuất, trong khi cây màu và các loại cây trồng cạn khác chỉ chiếm khoảng 20%.
Các vấn đề nghiên cứu chỉnh trị sông
Đoạn bờ sông Khánh Trạch đang trải qua tình trạng xói mòn nghiêm trọng cả ở bờ và đáy, do đó cần áp dụng các biện pháp bảo vệ bờ hiệu quả nhằm đảm bảo an toàn và phát triển kinh tế.
Nghiên cứu tính toán dòng chảy và diễn biến lòng sông đoạn Khánh Trạch là cần thiết để đề xuất các giải pháp bảo vệ hiệu quả cho khu vực này.
2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu nguyên nhân, cơ chế và các yếu tố tác động đến xói mòn bờ sông là rất quan trọng Việc ứng dụng mô hình số trị để tính toán trường phân bố vận tốc tại đoạn sông cong sẽ cung cấp cơ sở vững chắc cho việc đề xuất giải pháp bảo vệ bờ sông Điều này nhằm mục tiêu giảm thiểu tình trạng xói lở bờ trong mùa lũ.
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu dòng chảy và diễn biến lòng sông Khách Trạch, nằm ở bờ hữu sông Lại Giang, đoạn qua xã Hoài Mỹ, huyện Hoài Nhơn, có chiều dài khoảng 1.600m.
- Điều tra, thống kê và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài;
- Các số liệu thiết kế công trình (hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thiết kế kỹ thuật công trình…);
- Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lý thuyết của công nghệ xây dựng công trình bảo vệ bờ, các biện pháp xử lý
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ứng dụng các thành tựu khoa học, tin học, các tiến bộ kỹ thuật mới và các kinh nghiệm thực tế để đánh giá ổn đi ̣nh bờ sông
Định hướng quản lý xói lở và bồi lắng do biến đổi dòng chảy là cần thiết để đưa ra các phương án chỉnh trị hiệu quả, nhằm giảm thiểu thiệt hại do dòng chảy gây ra Điều này không chỉ phục vụ công tác phòng chống lũ mà còn hỗ trợ chỉnh trị bờ sông và lòng sông, góp phần phát triển kinh tế xã hội và nâng cao đời sống cư dân ven bờ sông Lại Giang, huyện Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 2: CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ HIỆN TRẠNG DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG LẠI GIANG ĐOẠN KHÁNH TRẠCH
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ ĐUN MIKE21-FM TÍNH TOÁN ĐOẠN SÔNG KHÁNH TRẠCH, TỈNH BÌNH ĐỊNH
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ SÔNG
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
T Ổ NG QUAN V Ề ĐOẠ N SÔNG NGHIÊN C Ứ U
Lưu vực sông Lại Giang nằm ở khu vực phía Bắc tỉnh Bình Định gồm các huyện
Sông Lại Giang, dài 18,51 km, được hình thành từ sự hợp lưu của hai nhánh sông An Lão và Kim Sơn Sông chảy theo hướng Tây-Đông, đi qua thị trấn Bồng Sơn và các xã Hoài Đức, Hoài Xuân, Hoài Mỹ, Hoài Hương thuộc huyện Hoài Nhơn, trước khi đổ ra Biển Đông qua cửa An Dũ.
Đoạn sông nghiên cứu thuộc sông Lại Giang nằm ở ranh giới giữa thôn Mỹ Thọ và thôn Khánh Trạch, xã Hoài Mỹ, huyện Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định Vị trí này cách ủy ban nhân dân xã Hoài Mỹ khoảng 750m về phía Bắc và cách Thị trấn Bồng Sơn khoảng 7km về phía Đông theo đường chim bay, với tọa độ địa lý 14° 27' 58" Bắc và 109° 04' 20" Đông.
1Hình 1.1 Bản đồ vị trí đoạn sông Khánh Trạch, tỉnh Bình Định
Vị trí đoạn sông nghiên cứu
1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo
Lưu vực sông Lại Giang nằm ở sườn phía Đông dãy Trường Sơn, có địa hình dốc và phức tạp, với hướng dốc chủ yếu từ Tây sang Đông Khu vực này có nhiều thung lũng xen kẽ, tạo thành các lưu vực sông và suối riêng biệt Địa hình hạ thấp đáng kể khi di chuyển từ Tây Nguyên xuống đồng bằng, với độ cao từ 500m đến 700m ở Cao Nguyên và chỉ 10m đến 20m ở đồng bằng, trong khi vùng ven biển có độ cao từ 2m đến 3m Điều này tạo ra hai loại bậc địa hình gần kề mà không có khu đệm chuyển tiếp rõ nét.
Huyện Hoài Nhơn, tỉnh Bình Định, có diện tích 421,5 km² và giáp biển, với địa hình chủ yếu là đồi núi thấp thoải cùng các dải đồng bằng hẹp ven sông và biển, nơi cư dân tập trung đông đúc và phát triển kinh tế Khu vực này có ba dạng địa hình chính.
Hiện tượng bào mòn xâm thực dọc chủ yếu xảy ra tại khu vực đồi núi phía Tây và các vùng cao có địa hình dốc, đặc biệt là khu vực thượng nguồn sông Lại Giang, nơi mà các hiện tượng xâm thực dọc và các quá trình địa chất động lực diễn ra mạnh mẽ.
- Dạng vừa tích tụ vừa bào mòn tập trung khu vực có địa hình tương đối cao và khá bằng phẳng
Dạng tích tụ chủ yếu xuất hiện tại các khu vực thấp bằng phẳng như đồng bằng, trũng đầm lầy, và ruộng vườn dọc hai bên bờ sông Lại Giang, cũng như ở khu vực ven biển.
Trong khu vực nghiên cứu, địa hình tương đối bằng phẳng khiến đoạn sông Lại Giang uốn lượn thành các khúc cong Mức độ uốn cong của sông ngày càng gia tăng do tác động hàng năm của dòng chảy.
Sự xâm thực nghiêm trọng của đoạn sông đang đe dọa tính mạng, tài sản và cuộc sống của người dân trong khu vực Nếu không có biện pháp bảo vệ bờ hiệu quả, nguy cơ xói lở sẽ khiến dòng sông tiến sâu vào đất liền, làm mất con đường liên xã và buộc toàn bộ khu dân cư phải di dời.
1.1.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng
Dọc hai bên bờ sông Khánh Trạch, địa chất bề mặt chủ yếu là trầm tích sông biển hỗn hợp, với thành phần sét pha cát hạt mịn, màu vàng sẫm và nâu đen, chứa ít chất hữu cơ Đất có trạng thái liên kết yếu đến chặt vừa, thường ở dạng bở rời và có chỗ hơi dẻo, với độ dày thay đổi từ 3m đến 4m Mặc dù đất giàu dinh dưỡng, thích hợp cho nông nghiệp, nhưng dễ bị bào mòn do dòng chảy Địa chất lòng sông chủ yếu là bồi tích và trầm tích, có chiều dày lớn hướng ra biển, với cát hạt mịn đến hạt trung pha lẫn bùn sét chứa xác động thực vật phân hủy Địa chất bờ sông từ trung bình đến yếu, dễ bị xói lở tạo thành vách đứng, kém ổn định, dẫn đến trượt mái và sạt lở trong mùa mưa khi đất bão hòa Quá trình xói mòn diễn ra liên tục qua nhiều năm, tạo thành các đoạn sông cong ngày càng rõ nét hơn.
Khí hậu duyên hải miền Trung Việt Nam mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ điều kiện địa lý tự nhiên Sự chi phối của bức xạ mặt trời và hoàn lưu khí quyển tạo nên những đặc trưng khí hậu độc đáo cho khu vực này.
CH Ế ĐỘ TH Ủ Y L Ự C VÀ HI Ệ N TR Ạ NG DI Ễ N BI Ế N LÒNG SÔNG L Ạ I
Đặc điểm khí tượng, thủy văn
2.2.1 Các đặc trưng khí tượng
Trạm khí tượng Hoài Nhơn, hoạt động từ năm 1976 đến 2017, cung cấp dữ liệu khí tượng đầy đủ và chất lượng cao, là nguồn tài liệu quý giá cho nghiên cứu các đặc trưng khí tượng trong vùng.
Nhiệt độ không khí chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như vĩ độ, tính chất mặt đệm, địa hình, mùa và các nhân tố khí hậu khác, trong đó độ cao địa hình có tác động mạnh mẽ nhất Cụ thể, ở những vùng có độ cao dưới 100m, nhiệt độ trung bình năm dao động từ 26 - 27°C; từ 100 - 300m, nhiệt độ giảm xuống còn 24 - 25°C Khi độ cao tăng lên, nhiệt độ không khí giảm dần, với mức trung bình năm ở độ cao trên 400m chỉ còn 23 - 24°C, và ở độ cao trên 1000m, nhiệt độ trung bình năm giảm xuống dưới 21°C.
3Bảng 2.3 Phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
(Nguồn: Đặc điểm khí hậu-thủy văn tỉnh Bình Định)
Biến trình nhiệt độ trung bình năm cho thấy sự thay đổi đáng kể trong độ ẩm không khí Độ ẩm tuyệt đối từ tháng IV đến tháng X dao động từ 29 - 31,9mb, với mức cao nhất vào tháng V đạt khoảng 31-32mb Ngược lại, từ tháng XI năm trước đến tháng III năm sau, độ ẩm tuyệt đối trung bình hàng tháng giảm xuống còn từ 23 - 27mb, trong đó tháng I ghi nhận mức thấp nhất khoảng 22,7mb.
4Bảng 2.4 Phân phối các đặc trưng độ ẩm tuyệt đối
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm tại tỉnh Bình Định dao động từ 79% đến 83%, và sự phân bố độ ẩm này không có quy luật rõ rệt theo không gian, bao gồm cả phạm vi và độ cao.
5Bảng 2.5 Phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Năm trung bình có tổng số giờ nắng lên đến 2326 giờ, với thời gian nắng cao nhất từ tháng III đến tháng VIII, dao động từ 240 đến 250 giờ mỗi tháng, tương đương 8 giờ mỗi ngày Trong đó, tháng IV và tháng V là thời điểm nắng nhiều nhất, với trung bình từ 250 đến 270 giờ mỗi tháng Ngược lại, tháng XII là tháng ít nắng nhất, chỉ đạt trung bình từ 100 đến 115 giờ nắng.
6Bảng 2.6 Phân phối số giờ nắng trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Các tháng mùa đông thường có gió chủ yếu từ hướng Tây Bắc đến Đông Bắc, với tần suất gió Bắc đạt 16-53% từ tháng X năm trước đến tháng III năm sau Gió Đông Bắc xuất hiện với tần suất 7-18%, trong khi từ tháng III đến tháng VI, gió Đông Nam chiếm tần suất 7,2-10% Đặc biệt, trong các tháng VI, VII và VIII, gió Tây không vượt quá 4,1%, trong khi gió Nam chiếm ưu thế với tần suất từ 28,5-31,2%.
7Bảng 2.7 Vận tốc gió trung bình các tháng trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
Tổng lượng bốc hơi hàng năm thường dao động từ 1005 đến 1081mm, với sự phân bố không đồng đều giữa các tháng Trong khoảng thời gian từ tháng IX đến tháng V năm sau, lượng bốc hơi trung bình hàng tháng dao động từ 59,4 đến 96,8mm.
VI đến tháng VIII trung bình hàng tháng đạt 114,5- 129,1mm
8Bảng 2.8 Phân phối lượng bốc hơi trong năm
Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm
(Nguồn: Đặc điểm khí hậu-thủy văn tỉnh Bình Định)
Bốc thoát hơi tiềm năng phổ biến lớn hơn bốc hơi khả năng f) Chế độ mưa
Lượng mưa trung bình nhiều năm có sự phân bố không đồng đều, với khu vực núi nhận lượng mưa lớn nhất, dao động từ 2220 đến 3030mm mỗi năm, chủ yếu tập trung ở thượng nguồn sông An Lão Trong khi đó, vùng đồng bằng lại có lượng mưa thấp hơn, chỉ từ 2000 đến 2180mm.
9Bảng 2.9 Một số đặc trưng mưa năm
Trạm Mưa trung bình năm
10Bảng 2.10 Lượng mưa năm ứng với các tần suất
(Nguồn: Đặc điểm khí hậu-thủy văn tỉnh Bình Định)
Sự đối lập giữa tính chất khô và ẩm do gió mùa tạo ra hai mùa khí hậu đặc trưng: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12, với lượng mưa trên 100mm và tần suất xuất hiện P ≥ 50% Trong khi đó, mùa khô diễn ra từ tháng 1 đến tháng 8.
Mùa mưa kéo dài bốn tháng với lượng mưa trung bình từ 1500 - 1700mm, trong đó vùng núi An Hoà ghi nhận 2180mm, chiếm từ 72 - 76% tổng lượng mưa hàng năm Ngược lại, mùa khô kéo dài tám tháng còn lại với tổng lượng mưa khoảng 516 - 850mm, chỉ chiếm 24 - 28% lượng mưa hàng năm.
11Bảng 2.11 Phân bố lượng mưa trong các mùa Yếu tố
Tổng lượng mưa mùa khô (mm)
Tổng lượng mưa mùa mưa (mm)
(Nguồn: Đặc điểm khí hậu-thủy văn tỉnh Bình Định)
Từ tháng I đến tháng IV, lượng mưa trung bình dao động từ 27 - 60mm, trong khi vùng núi An Hòa (An Lão) có lượng mưa cao hơn, từ 44 - 122mm Trong giai đoạn từ tháng V đến tháng VI, lượng mưa tăng lên đáng kể, đạt từ 150 - 174mm ở vùng núi và từ 92 - 110mm ở ven biển Tuy nhiên, vào tháng VII và tháng VIII, lượng mưa giảm nhẹ so với hai tháng trước, với tổng lượng mưa trung bình hàng tháng từ 100 - 140mm ở vùng núi và từ 64 - 100mm ở ven biển.
Vào giữa tháng IX, mùa mưa chính thức khởi đầu, với lượng mưa trung bình dao động từ 200-750mm Trong tháng X và XI, hai tháng giữa mùa mưa, lượng mưa trung bình đạt khoảng 530mm.
12Bảng 2.12 Lượng mưa trung bình nhiều năm các tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII N ă m
6Hình 2.3 Bản đồ đẳng trị mưa năm
2.2.2 Các hi ện tượng thời tiết đặc biệt a) Bão và áp thấp nhiệt đới
Mùa bão từ tháng IX đến tháng XII hàng năm, nhiều nhất là tháng X và tháng
XI Mùa bão xảy ra trùng với thời kỳ hoạt động của gió mùa mùa đông và dải hội tụ nhiệt đới theo chu kỳ khí hậu tự nhiên cũng hoạt động ở vĩ độ này Do đó tổ hợp ảnh hưởng giữa bão, áp thấp nhiệt đới với các hình thế thời tiết khác như không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới hay các nhiễu động nhiệt đới là những nguyên nhân gây ra các đợt mưa lũ lớn
Bão và áp thấp nhiệt đới gây ra những tác hại rõ rệt nhất thông qua gió và mưa bão Phạm vi ảnh hưởng của chúng thường rộng lớn, dẫn đến mưa lớn và gió mạnh, có thể kèm theo hiện tượng nước biển dâng do gió xoáy Bên cạnh đó, gió mùa Đông Bắc cũng góp phần vào sự biến đổi thời tiết trong khu vực.
Trong những tháng đầu mùa đông, gió mùa Đông Bắc thường mang theo mưa lớn, gây ra lũ lụt Đến cuối mùa đông, gió mùa này có thể gây ra dông, kèm theo tố, lốc Đặc biệt, vào tháng Hai và tháng Ba, gió mùa Đông Bắc tràn về, khiến nhiệt độ trung bình trong ngày giảm xuống dưới mức bình thường.
20 0 C và kéo dài vài ngày c) Gió Tây khô nóng
Hệ thống công trình xây dựng
Trên lưu vực hệ thống sông Lại Giang, đã có 32 công trình hồ và đập được xây dựng nhằm điều tiết dòng chảy, phục vụ cấp nước cho sản xuất, sinh hoạt và phát triển kinh tế - xã hội tại các huyện phía Bắc tỉnh Bình Định, bao gồm An Lão, Hoài Ân và Hoài Nhơn.
Huyện An Lão đã xây dựng 5 hồ chứa nước với tổng dung tích 3,32 triệu m³ trên diện tích lưu vực 46,8 km² thuộc sông An Lão Hồ chứa nước Đồng Mít, dự kiến xây dựng vào năm 2019, sẽ có dung tích 89,84 triệu m³ trên lưu vực 160,3 km² Công trình này là một phần quan trọng của hệ thống thủy lợi sông Lại Giang, phục vụ nhiều mục tiêu như cấp nước, rửa mặn và giảm lũ Tuy nhiên, các lợi ích và tác động tiêu cực của công trình sẽ ảnh hưởng đáng kể đến khu vực hạ du sông Lại Giang.
Huyện Hoài Ân đã xây dựng 22 hồ chứa nước với tổng dung tích 40,05 triệu m³, trải rộng trên tổng lưu vực 121,6 km² Trong số đó, 21 công trình nằm trong lưu vực sông Kim Sơn, còn lại một công trình thuộc lưu vực sông An Lão.
Huyện Hoài Nhơn đã xây dựng 4 công trình hồ chứa nước với tổng dung tích 6,14 triệu m³ trên diện tích lưu vực 15,50 km² Đập dâng Lại Giang trên sông An Lão cung cấp nước tưới cho hơn 1.400 ha, và dự kiến đến năm 2019 sẽ tiếp tục xây dựng đập dâng Bồng Sơn Mục tiêu của dự án này là phát triển kinh tế xã hội cho huyện Hoài Nhơn, đặc biệt là thị xã Bồng Sơn, với các nhiệm vụ như cấp nước, ngăn mặn, giữ ngọt, phát triển du lịch, dịch vụ và cải tạo cảnh quan môi trường cho khu vực.
Ngoài ra trên hệ thống sông còn xây dựng nhiều công trình trạm bơm tưới nông nghiệp
Các công trình xây dựng trên hệ thống sông Lại Giang hiện nay đang điều tiết dòng chảy, làm thay đổi dòng chảy tự nhiên qua các mùa Sự thay đổi này chủ yếu ảnh hưởng đến dòng chảy trong mùa khô, trong khi mùa lũ có tác động không đáng kể Tuy nhiên, các công trình đập ngăn sông lại gây biến đổi lòng sông mạnh mẽ nhất trong mùa mưa lũ Các dự án đầu tư như hồ chứa Đồng Mít và đập dâng Bồng Sơn dự kiến sẽ có ảnh hưởng lớn đến quá trình điều tiết dòng chảy và biến đổi lòng sông, đặc biệt là đoạn sông Khánh Trạch.
34Bảng 2.33 Thống kê hiện trạng công trình thủy lợi
TT Tên công trình Địa điểm
Diện tích lưu vực (km2)
1 Hồ Hưng Long An Hoà 2 Sông An
2 Hồ Đèo Cạnh An Tân Sông An
3 Hồ Sông Vố An Tân Sông An
4 Hồ Hóc Tranh An Hoà Sông An
5 Hồ Trong Thượng An Lão Sông An
6 Hồ Đồng Mít An Lão Sông An
1 Hồ Hóc Cau Hoài Đức Sông Lại
TT Tên công trình Địa điểm
Diện tích lưu vực (km2)
2 Hồ Văn Khánh Đức Hoài Đức Sông Lại
3 Hồ Cây Khế Hoài Mỹ 2 Sông Lại
4 Hồ Lòng Bong Bồng Sơn Sông Lại
5 Đập Lại Giang Bồng Sơn Sông An
6 Đập Bồng Sơn Bồng Sơn Sông Lại
Sấu) Ân Đức 1 Sông Kim
2 Hồ Hóc Mỹ Ân Hữu 1 Sông Kim
3 Hồ Hóc Tài Ân Hữu 2 Sông Kim
4 Hồ Hội Long Ân Hảo 2 Sông Kim
5 Hồ Mỹ Đức Ân Mỹ Sông Kim
6 Hồ Kim Sơn Ân Nghĩa 1 Sông Kim
7 Hồ Bè Né Ân Nghĩa 2 Sông Kim
8 Hồ Đồng Quang Ân Nghĩa 3 Sông Kim
9 Hồ Hóc Hảo Ân Phong Sông Kim
10 Hồ Hóc Điều Ân Phong 2 Sông Kim
11 Hồ Hóc Cau Ân Phong 2 Sông Kim
12 Hồ Hóc Kỷ Ân Phong 2 Sông Kim
13 Hồ Đá Bàn Ân Phong 2 Sông Kim
14 Hồ An Đôn Ân phong1 Sông Kim
Rùn ) Ân Tường 2 Sông Kim
16 Hồ Hố Chuối Ân Thạnh Sông Kim
17 Hồ Hóc Của Ân Thạnh Sông Kim
18 Hồ Thạch Khê Ân Tường Sông Kim
19 Hồ Phú Khương Ân Tường Sông Kim
TT Tên công trình Địa điểm
Diện tích lưu vực (km2)
Sơn Ân Hữu 2 Sông Kim
21 Hồ Hóc Sim Ân Tường Sông Kim
22 Hồ Vạn Hội Hoài Ân Sông An
(Nguồn: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bình Định)
Sông Lại Giang dài 157,51km, với sông An Lão 75,0km, sông Kim Sơn 64,0km và sông chính Lại Giang 18,51km Dòng sông có nhiều đoạn uốn khúc, bờ sông bị sạt lở nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hạ tầng và tính mạng người dân Mỗi mùa mưa lũ, tình trạng xói mòn gia tăng, khiến chính quyền địa phương phải chi phí lớn để khắc phục hậu quả và ổn định đời sống Tuy nhiên, các công trình bảo vệ bờ sông còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào những vị trí khẩn cấp, đặc biệt là sông chính Lại Giang, nơi có đông dân cư và vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội Đến nay, chỉ có 17,1km đê, kè sông được đầu tư hoàn chỉnh, trong đó sông chính Lại Giang có 8,6km.
Các công trình bảo vệ bờ sông hiện nay chủ yếu là kè lát mái bằng bê tông và đá, với cấu trúc chân kè bằng ống buy li tâm và đá hộc Mặc dù phần lớn các công trình đều ổn định, nhưng qua các đợt lũ lớn trong những năm gần đây, như năm 2013, 2016, 2017, một số vị trí đã cho thấy sự kém ổn định với hiện tượng sạt lở mái, xói chân kè và nứt gãy mái kè Điển hình là kè hạ lưu đập Lại Giang và kè mái đê sông Lại Giang tại thị trấn Bồng Sơn, được xây dựng năm 2010, hiện đang được nghiên cứu để sửa chữa và cải thiện.
35Bảng 2.34 Thống kê hiện trạng đê, kè sông
TT Tên sông Chiều dài sông Đê, kè 2 bờ đã có (km) Đê hoàn chỉnh (km)
Chế độ thủy động lực đoạn sông nghiên cứu
2.4.1 Đặc điểm đoạn sông nghiên cứu a) Lưu vực sông
Sông Lại Giang từ ngã ba nhập lưu sông An Lão và sông Kim Sơn đến cửa biển
An Dũ (cửa thoát) có chiều dài 18,51km Từ ngã ba nhập lưu sông đến đoạn sông Khánh Trạch có chiều dài 11,73km
Lưu vực sông Lại Giang, tính đến đoạn sông Khánh Trạch, có tổng diện tích hứng nước là 1.337,8 km² Trong đó, diện tích lưu vực sông An Lão đạt 697,6 km², sông Kim Sơn là 579,3 km², và khu vực nhập lưu giữa gồm 4 nút có tổng diện tích 60,9 km².
Trên sông chính Lại Giang có trạm thủy văn Bồng Sơn thuộc trạm thủy văn cấp
Trạm thủy văn tại khu vực có diện tích hứng nước 1.276,9 km2 thực hiện 3 quan trắc mực nước lũ hàng năm Dữ liệu đo đạc từ trạm này đủ dài để phục vụ cho việc tính toán, hiệu chỉnh và mô phỏng mô hình thủy lực cho đoạn sông Khánh Trạch.
36Bảng 2.35 Đặc trưng lưu vực sông Lại Giang-đoạn sông Khánh Trạch
TT Vị trí Tên sông Đổ vào (Sông, hồ, biển) Độ cao nguồn sông (m)
Chiều dài sông (km) Độ cao bình quân lưu vực (m) Độ dốc bình quân lưu vực (%)
Diện tích hứng nước (km2)
K0 (Nh ập lưu sông An Lão-
Kim Sơn) An Lão L ạ i Giang 75 697,6
K0 (Nhập lưu sông An Lão-
Nhập lưu số 1 Lại Giang
5 K5+46 (Nhập lưu số 2) Nhập lưu số 2 Lại Giang
Nhập lưu số 3 Lại Giang
Nhập lưu số 4 Lại Giang
TT Vị trí Tên sông Đổ vào (Sông, hồ, biển) Độ cao nguồn sông (m)
Chiều dài sông (km) Độ cao bình quân lưu vực (m) Độ dốc bình quân lưu vực (%)
Diện tích hứng nước (km2)
Nhập lưu số 5 Lại Giang
Nhập lưu số 6 Lại Giang
Nhập lưu số 7 Lại Giang
Đoạn sông Khánh Trạch dài 1,6km trên sông Lại Giang có chiều rộng biến đổi từ 236m đến 477m, với đặc điểm địa hình lòng sông ổn định và có nhiều đoạn cong Đặc biệt, đoạn cuối rộng 115m là nơi hẹp nhất và có độ cong mạnh về phía bờ phải Địa hình đáy sông dao động từ -8,11m đến +1,01m, với độ dốc ngang và dọc rõ rệt, khiến dòng chảy chủ yếu tập trung về phía bờ phải, dẫn đến tình trạng xói mòn bờ sông Khánh Trạch trong mùa lũ Địa hình hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng, với cao trình bãi sông từ 3,9m đến 4,3m và cao trình bờ từ 5,2m đến 5,6m.
Dựa trên tài liệu khoan, đào và kết quả thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của các mẫu đất, địa tầng trong vùng nghiên cứu đã được khảo sát theo chiều sâu, các thông tin được trình bày theo thứ tự từ trên xuống dưới.
- Lớp thứ nhất – ký hiệu 1:
Sét pha cát hạt mịn có màu vàng sẫm và nâu đen, chứa ít vật chất hữu cơ chủ yếu là mùn thực vật Tại thời điểm khảo sát, đất có trạng thái khô và ẩm vừa, với độ gắn kết từ yếu đến chặt vừa, thường bở rời và đôi khi hơi dẻo Thành phần vật chất phân bố không đều cả về diện tích lẫn độ sâu, với bề dày thay đổi từ 3m đến 4m Loại đất này có diện phân bố rộng và xuất hiện trên toàn tuyến khảo sát, có nguồn gốc từ trầm tích sông biển hỗn hợp amQ.
37Bảng 2.36 Các chỉ tiêu cơ lý lớp đất 1
TT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Lớp 1 Ghi chú
10 Dung trọng bão hoà γbh T/m 3 2,00
14 Góc nội ma sát ϕTB Độ 21,51
15 Lực dính CTB kG/cm 2 0,205
16 Hệ số nén lún a1-2 cm 2 /kG 0,055
% 13 Bụi % 8 Cát % 76 Sỏi sạn % 3 Cuội dăm % 0
7Hình 2.4 Biểu đồ thành phần hạt lớp đất 1
(Nguồn: Báo cáo địa chất dự án Kè Khánh Trạch)
- Lớp thứ hai – ký hiệu 2:
Cát có kích thước từ hạt mịn đến hạt trung, với màu sắc xám vàng và xám nâu, có độ ẩm từ khô đến ẩm vừa Thành phần vật chất phân bố không đồng đều về diện tích và độ sâu, với bề dày thay đổi từ 0,0 đến 3,5m Lớp cát này có diện phân bố hạn chế, chỉ xuất hiện tại hố khoan 1 và hố khoan 2, và có nguồn gốc từ quá trình bồi tích sông aQ.
38Bảng 2.37 Các chỉ tiêu cơ lý lớp đất 2
TT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Lớp 2 Ghi chú
6 Dung trọng bão hoà γbh T/m 3 1,93
TT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Lớp 2 Ghi chú
10 Góc nội ma sát ϕTB Độ 33,21
11 Lực dính CTB kG/cm 2 0,153
12 Hệ số nén lún a1-2 cm 2 /kG 0,052
% 7 Bụi % 14 Cát % 76 Sỏi sạn % 3 Cuội dăm % 0
8Hình 2.5 Biểu đồ thành phần hạt lớp đất 2
(Nguồn: Báo cáo địa chất dự án Kè Khánh Trạch)
- Lớp thứ ba – ký hiệu 3:
Sét pha cát hạt mịn và xen kẹp bùn có màu xám đen và xám xanh, trong trạng thái tự nhiên vào thời điểm khảo sát đất bão hòa nước, có tính chất mềm dẻo đến dẻo nhão với độ gắn kết trung bình Thành phần vật chất phân bố không đều theo diện tích và độ sâu, chứa nhiều xác động thực vật đang phân hủy như vỏ sò, hến, cua và thân cây nhỏ Hàm lượng chất hữu cơ tăng dần theo độ sâu, với bề dày thay đổi từ 2m đến hơn 10m, và lớp này càng chìm sâu hơn khi tiến ra phía biển Diện phân bố của loại đất này rộng khắp khu vực nghiên cứu, có nguồn gốc từ trầm tích sông biển hỗn hợp.
39Bảng 2.38 Các chỉ tiêu cơ lý lớp đất 3
TT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Lớp 3 Ghi chú
10 Dung trọng bão hoà γbh T/m 3 1,94
14 Góc nội ma sát ϕTB Độ 13,48
15 Lực dính CTB kG/cm 2 0,263
16 Hệ số nén lún a1-2 cm 2 /kG 0,053
% 27 Bụi % 22 Cát % 47 Sỏi sạn % 4 Cuội dăm % 0
9Hình 2.6 Biểu đồ thành phần hạt lớp đất 3
(Nguồn: Báo cáo địa chất dự án Kè Khánh Trạch)
Địa chất công trình của đoạn sông này chủ yếu gồm cát với kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng 0,05mm, chiếm hơn 60%, dẫn đến nguy cơ xói mòn và xâm thực cao dưới tác động của dòng chảy lũ.
2.4.1 Các đặc trưng dòng chảy
Lưu vực sông Lại Giang, tính từ đoạn sông Khánh Trạch, có tổng diện tích 1337,8 km2 Trong đó, sông An Lão có diện tích lưu vực 656,4 km2 tính đến tuyến đập dâng Lại Giang, còn sông Kim Sơn có diện tích 579,3 km2 tính đến ngã ba Kim Sơn - An Lão Khu vực giữa từ Đập Lại Giang đến đoạn sông Khánh Trạch có diện tích 56,1 km2.
Lưu vực sông Lại Giang chủ yếu được cung cấp nước từ sông An Lão và sông Kim Sơn, trong đó sông An Lão chiếm ưu thế nhờ diện tích hứng nước và lượng mưa lớn hơn Do đó, đặc trưng dòng chảy của sông Lại Giang tương tự như dòng chảy của sông An Lão, và việc phân phối dòng chảy tại đoạn sông Khánh Trạch được áp dụng theo mô hình dòng chảy của trạm An Hòa.
Phân phối dòng chảy năm của năm nhiều nước, năm trung bình nước, năm ít nước theo mô hình trạm An Hòa như Bảng 2.33
40Bảng 2.39 Các đặc trưng dòng chảy năm đến đoạn sông Khánh Trạch
THÁNG NĂM NHIỀU NƯỚC NĂM NƯỚC
TRUNG BÌNH NĂM ÍT NƯỚC
THÁNG NĂM NHIỀU NƯỚC NĂM NƯỚC
TRUNG BÌNH NĂM ÍT NƯỚC
Vào đầu mùa khô, dòng chảy trên sông Khánh Trạch vẫn dồi dào nhờ lượng nước lớn từ mùa mưa trước đó và nhu cầu cấp nước thấp Tuy nhiên, đến tháng IV, dòng chảy giảm mạnh do nhu cầu tưới tiêu tăng cao, khiến sông Khánh Trạch gần như khô cạn Trong thời gian từ tháng V đến tháng VI, mặc dù lượng mưa có tăng lên, nhưng dòng chảy vẫn nhanh chóng giảm, dẫn đến tình trạng khô hạn kéo dài cho đến khi mùa mưa lũ bắt đầu.
10Hình 2.7 Dòng chảy kiệt trên sông Lại Giang tại cầu Bồng Sơn
Thời kỳ mùa khô kéo dài với lượng mưa ít, khiến dòng chảy chủ yếu phụ thuộc vào nước ngầm Nhu cầu nước nông nghiệp lớn trong mùa khô dẫn đến việc xây dựng các công trình trên thượng nguồn để điều tiết nước cho khu tưới Do đó, dòng chảy đến sông Khánh Trạch vào mùa kiệt rất nhỏ, chủ yếu từ lưu vực sông Kim Sơn 597,3 km², trong khi sông An Lão hầu như không có nước do chuyển sang khu tưới bởi đập dâng Lại Giang Tác động của dòng chảy kiệt đến sông Khánh Trạch là nhỏ và không ảnh hưởng đến quá trình biến đổi hình thái của đoạn sông này.
41Bảng 2.40 Đặc trưng dòng chảy mùa kiệt
Mùa lũ tại lưu vực sông Lại Giang thường diễn ra từ tháng X đến tháng XII, nhưng trong một số năm, lũ có thể bắt đầu từ tháng IX và kéo dài đến tháng I năm sau.
Sử dụng tài liệu quan trắc dòng chảy lũ lớn nhất tại trạm thủy văn Bồng Sơn trên sông Lại Giang, chúng tôi đã xây dựng đường tần suất mực nước và đường quan hệ lưu lượng-mực nước (Q=f(H)) thực đo nhằm xác định lưu lượng qua trạm này Kết quả chi tiết được trình bày trong Bảng 2.35.
42Bảng 2.41 Mực nước và lưu lượng đỉnh lũ trạm thủy văn Bồng Sơn
Trạm thủy văn Bồng Sơn có diện tích hứng nước 1.276,9 km², nằm cách đoạn sông Khánh Trạch 9,19 km về phía thượng lưu Dòng chảy qua sông Khánh Trạch bao gồm cả dòng chảy từ trạm Bồng Sơn và nhập lưu tại 4 vị trí, với tổng diện tích lưu vực là 60,9 km².