(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu diễn biến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của công trình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn

Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện với tất cả sự nỗ lực

củabản thân, tác giả đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài“Nghiên cứu diễnbiến lòng dẫn sông Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động điều tiết của côngtrình hồ chứa thượng nguồn và định hướng các giải pháp ổn định lòng dẫn”nhằm muốn đóng góp một phần nhỏ vào công tác nghiên cứu, đánh giá,

để tìm raảnh hưởng của việc điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn đối với chế

độ dòngchảy,hìnhtháilòngdẫnđoạnsôngHồngquaHàNội

Trong quá trình thực hiện tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tìnhcủaKhoa Sau đại học, Khoa Công trình – Trường đại học Thủy Lợi cùng các thầycôgiáo, bạn bè, đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới các thầycôgiáo, bạn bè, đồng nghiệp cũng như sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Nhà trường.Đặcbiệt tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS TS NguyễnBáQuỳvàTS.NguyễnKiênQuyếtđãgiúptácgiảhoànthànhluậnvănnày

Với trình độ hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn có hạn chế nhất định,đồngthời vấn đề nghiên cứu là diễn biến lòng dẫn luôn là một vấn đề phức tạp, nên nộidung của luận văn khôngtránh khỏi những sai sót Tác giả rất mong nhận đượcsựchỉbảovàđónggópýkiếncủacácthầycôgiáovàcủacácQuývịquantâm

HàNội,tháng08năm2014

Tácgiảluậnvăn

NguyễnVănHiền

Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, khôngsaochép của ai Nội dung luân văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tinđượcđăngtrêncáctácphẩm,tạpchí,vàcáctrangwebtheodanhmụccủaluậnvăn

Tácgiảluậnvăn

NguyễnVănHiền

MỤCLỤC LỜI CẢM

ƠNLỜI CAM

ĐOANMỤCLỤC

DANH MỤC BẢNG

BIỂUDANHMỤCHÌNHVẼ

MỞĐẦU 1

1 TÍNHCẤPTHIẾTCỦAĐỀTÀI 1

2 MỤC ĐÍCHCỦAĐỀTÀI 2

3 ĐỐITƯỢNGVÀPHẠMVI NGHIÊNCỨU 2

4 PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 3

5 ÝNGHĨAKHOAHỌCVÀTHỰCTIỄN 3

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN LÒNG DẪNSÔNGHỒNG ĐOẠN QUAHÀ NỘI VÀĐẶTVẤN ĐỀNGHIÊNCỨU 4

1.1 NHỮNGVẤN ĐỀĐẶTRACHOĐOẠNSÔNGHỒNGQUAHÀNỘI 4

1.1.1 Cácyêucầuvềthoátlũ 4

1.1.2 Cácyêucầuvềgiaothôngvậntải 5

1.1.3 Cácyêucầuvềxâydựngthànhphốvàcácyêucầukhác 6

1.2 VÀINÉTVỀLỊCHSỬNGHIÊNCỨU 6

1.2.1 Cácgiaiđoạnkhoahọc–côngnghệ 6

1.2.2 CácđềtàinghiêncứukhoahọccấpNhànướcvàcácdựánkhoahọc–công nghệ 7

1.3 NHỮNGKẾTQUẢNGHIÊNCỨU CƠ BẢN 8

1.3.1 Vềquátrìnhlòngdẫn 8

1.3.2 Vềtínhổnđịnhvàquanhệhìnhthái 9

1.3.3 Vềlưulượngtạolòng 11

1.3.4 Vềkhảnăngvậnchuyểnbùncát 12

1.4 CÁC KẾTQUẢNGHIÊNCỨUPHỤCVỤSẢNXUẤT 13

1.4.1 Vềhànhlangthoátlũ(HLTL) 13

1.4.2 Vềtuyếnchỉnhtrị 16

1.4.3 Vềhệthốngcảngvàluồnglạchgiaothôngthủy 17

1.5 NHẬNXÉT,ĐÁNHGIÁCHUNG 17

1.5.1 Những thànhtựuđạtđược 17

1.5.2 Cácvấnđềtồntại 18

1.6 ĐẶT VẤNĐỀNGHIÊNCỨUCỦA LUẬNVĂN 18

CHƯƠNG2.CƠSỞKHOAHỌCVÀ PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU1 9 2.1 CƠSỞKHOAHỌCNGHIÊNCỨUĐỘNGLỰCHỌCSÔNGHẠDUSAUKHI XÂY DỰNG CÔNGTRÌNHHỒCHỨATHƯỢNGNGUỒN 19

2.1.1 Xóiphổbiếntronglòngsôngvàsựlantruyềncủanótừsauhốxóicụcbộvề xuôi 19

2.1.2 Thayđổichế độthủyđộng lựctronglòng dẫnhạdu 20

2.1.3 Thôhoáthànhphầnhạtlòngsông 20

2.1.4 Điềuchỉnhhìnhtháimặtcắtnganglòngsông 20

2.1.5 Điềuchỉnhđộ dốcdọclòngsông 21

2.1.6 Chuyểnhoáloại hìnhsông 21

2.1.7 Phátsinhcáctìnhthếnguyhiểmmới 22

2.2 PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 22

2.2.1 Tổngquancácphươngphápnghiêncứu 22

2.2.2 Phươngphápchỉnhlý,phântíchsốliệu thựcđo 24

2.3 NHẬNXÉTCHUNG 28

CHƯƠNG 3.NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY, LÒNGDẪNSÔNG HỒNG ĐOẠN QUA HÀ NỘI TRƯỚC VÀ SAU KHI CÓ ĐIỀUTIẾTCỦACÁCCÔNGTRÌNHHỒCHỨATHƯỢNGNGUỒN 29

3.1 NGHIÊNCỨUSỰBIẾNĐỔICÁCYẾUTỐDÒNGCHẢYTRONGLÒNGDẪN ĐOẠNSÔNGNGHIÊNCỨU 29

3.1.1 ĐặcđiểmcáccôngtrìnhhệthốngthượngnguồnhệthốngsôngHồng 29 3.1.2 Biếnđổivềcácđạilượngđặctrưngdòngchảydođiềutiếtcủacáchồthượngnguồn 35

3.1.3

Sựbiếnđổimựcnướctheocáccấplưulượng(quanhệQ-H)chođếnnămgầnnhất 47

3.1.4 SựbiếnđổitỷlệphânchialưulượngtừsôngHồngquasôngĐuốngvàảnhhưởng địahìnhcủathônBắcCầutớiphânchialưulượng 55

3.2 SỰP H Á T T R I Ể N H Ì N H T H Á I C Ủ A L Ò N G D Ẫ N S Ô N G H Ồ N G Đ O Ạ N QUAHÀ NỘI 57

3.2.1 Diễn biếntrênmặtbằng 57

3.2.2 Diễn biếntrênmặtcắtngang 65

3.2.3 Diễn biếntrênmặtcắtdọc 75

3.2.4 Phântíchnguyênnhânsựpháttriểnhìnhtháicủalòngdẫn 76

3.3 NHẬNXÉTCHUNG 77

CHƯƠNG4 ĐỊNHHƯỚNGG I Ả I P H Á P Ổ N Đ Ị N H L Ò N G DẪNS Ô N G HỒN GĐOẠNQUA HÀNỘI 79

4.1 CÁCY Ê U C Ầ U C Ủ A C Á C N G À N H K I N H T Ế X Ã H Ộ I Đ Ố I V Ớ I Đ O Ạ N SÔNG 79

4.1.1 Yêucầucủacôngtácphòngchốnglũ 79

4.1.2 Yêucầucủaluồnglạchgiaothôngvậntảithủy 80

4.1.3 Yêucầucủaxâydựngthànhphốvàcácyêucầukhác 80

4.2 ĐỐITƯỢNG CHỈNHTRỊ 81

4.3 ĐỐITƯỢNGTÁCĐỘNG 82

4.4 TUYẾNCHỈNHTRỊ 83

4.4.1 Lựachọnthếsông 83

4.4.2 Nútkhốngchếvàcácđoạnbờđịnhhướngcầnduytrì 84

4.4.3 Cácthamsốtuyếnchỉnhtrị 84

4.4.4 Mặt bằngtuyếnchỉnhtrị 84

4.5 BỐTRÍCÔNGTRÌNHCHỈNHTRỊĐỐIVỚIĐOẠNSÔNGHÀNỘI 85

4.5.1 Chỉdẫnchung 85

4.5.2 Mặt bằngbốtrícôngtrình 85

4.6 THIẾTKẾSƠBỘCHOMỘTCÔNG T R Ì N H BẢ O VỆ BỜS Ô N G HỒNG

ĐOẠNHÀNỘI 89

4.6.1 Cáctàiliệuphụcvụthiếtkếcôngtrình 89

4.6.2 Giảiphápkỹthuậtxâydựngmỏhàn 91

4.6.3 Tínhtoánvậtliệulàmmỏhàn 92

4.6.4 Tínhtoánkiểmtraổnđịnhcôngtrình 94

KẾTLUẬNVÀ KIẾNNGHỊ 98

1 KẾTLUẬN 98

2 KIẾNNGHỊ 98

TÀILIỆUTHAMKHẢO 99

Bảng1.1.Kếtquảtínhtoánlưulượngtạolòng 12

Bảng2.1.HiệuchỉnhcaođộthủyvăntheocaođộQuốcgia 25

Bảng3.1.MựcnướcsôngHồngtạiHàNộitrướckhicóhồchứa 39

Bảng3.2 MựcnướcsôngHồngtạiHàNộisaukhicóhồchứa 40

Bảng3.3.MựcnướcHứngvớicáccấpQquacácthờikỳtạiSơnTây 48

Bảng3.4.MựcnướcHứngvớicáccấpQquacácthờikỳtạiHàNội 49

Bảng3.5.MựcnướcHvớicáccấpQquacácthờikỳtạiThượngCát 50

Bảng3.6.SựthayđổitỷlệphânlưuvàosôngĐuốngquacácthờikỳ 55

Bảng3.7.Cácthamsốđặctrưngcủacác thếsôngHồngđoạnHà Nội 63

Bảng3.8.Sốliệumặtcắtngang mùakiệtứngvớimựcnước3,47mtạiHàNội 71

Bảng3.9.Sốliệu mặtcắtngangmùatrungứngvớimựcnước9,5mtạiHàNội 72

Bảng3.10.Sốliệu mặtcắtngang mùalũứng vớimựcnước13,4mtạiHàNội 73

Bảng3.11.Sựbiếnđổidungtíchlòngdẫn(106m3)sovớinăm1976 74

Bảng4.1.Kíchthướcluồnggiaothôngthủy 80

Bảng4.2.Chỉtiêucơlýcủalớp1 90

Bảng4.3.Chỉtiêucơlýcủalớp2 90

Bảng4.4.Kếtquảtínhtoánđườngkínhviênđátheotiêuchuẩn 93

Bảng4.5.Kếtquảtínhtoánđádìmbè 94

Bảng4.6.Kếtquảtínhtoánáplựcthủyđộng 95

Bảng4.7.Kếtquảtínhtoánổnđịnh 95

Bảng4.8.Kếtquả tínhtoánhốxói 97

Hình0.1.VịtríđịalýđoạnsôngHồngquaHàNội 2

Hình3.1.QuátrìnhQ–ttạiSơnTâyquacácthờikỳ 36

Hình3.2.QuátrìnhQ–ttạiHàNộiquacácthờikỳ 37

Hình3.3.QuátrìnhH–ttạiSơnTâyquacácthờikỳ 42

Hình3.4.QuátrìnhH–ttạiHàNộiquacácthờikỳ 42

Hình3.5.QuátrìnhlưulượngbùncátlơlửngtạiSơnTâyquacácthờikỳ 44

Hình3.6.QuátrìnhlưulượngbùncátlơlửngtạiHàNộiquacácthờikỳ 45

Hình3.7.QuátrìnhH–ttháng3tạiSơnTâyquacácthờikỳ 46

Hình3.9.QuanhệQ–HtrạmSơnTây 52

Hình3.10.QuanhệQ–HtrạmHàNội 53

Hình3.11.QuanhệQ–HtrạmThượngCát 54

Hình3.12.Mặtbằngđoạnsôngquacácthờikỳ 62

Hình3.13.Sơđồcácthếsôngchính 64

Hình3.14.Diễnbiếnmặtcắt31–sôngHồng 66

Hình3.15.Diễnbiếnmặtcắt34–sôngHồng 67

Hình3.16.Diễnbiếnmặtcắt37–sôngHồng 67

Hình3.17.Diễnbiếnmặtcắt42–sôngHồng 68

Hình3.18.Diễnbiếndiệntíchmặtcắtngangmùakiệt 69

Hình3.19.Diễnbiếndiệntíchmặtcắtngangmùanướctrung 70

Hình3.20.Diễnbiếndiệntíchmặtcắtngangmùalũ 70

Hình3.21.DiễnbiếnđườnglạchsâuquacácnămđoạnsôngHồng–HàNội 75

Hình4.1.mặtbăngbốtrícôngtrìnhphươngán1 87

Hình4.2.Mặtbằngbốtrícôngtrìnhphươngán2 88

Hình4.3.Sơđồtínhtoánbèchìm 93

Hình4.4.Mặtcắttínhtoánổnđịnhtrượtphẳng 94

Hình4.5.Mặtcắttínhtoánổnđịnhtrượtmái 96

Hình4.6.Kếtquảtínhtoánổnđịnhtrượtmái 96

Việc xây dựng và đưa các hồ chứa nước thượng nguồn tham gia điều tiếtlạiphân bố theo thời gian đối với dòng chảy hạ du đã làm thay đổi quá trình lưulượng,quá trình bùn cát…, dẫn đến sự tái tạo lại hình thái lòng sông, phân bố lạicác khuvực xói bồi Từ đó, xuất hiện những tình huống bị động khi phải đối phóvới nhữnghiện tượng vô hiệu hóa sự làm việc của các công trình được thiếtk ế v à

x â y d ự n g với những điều kiện cũ Có thể lấy nhiều dẫn chứng cho các nhậnđịnh trên từ thựctế trên đoạn sông Hồng qua Hà Nội, xói lở gia tăng và xuất hiện ởcác vị trí mới nhưTầm Xá, Ngọc Thụy; các bãi bồi cát thô nhiều hơn, tỷ lệ phân chia lưu lượng thayđổilớnởcửaĐuống;mựcnướcmùakiệtxuốngthấpchưatừngthấyv.v…

Vì vậy, việc đánh giá được tác động điều tiết của các hồ chứa thượngnguồnđối với sự thay đổi chế độ dòng chảy và sự phát triển hình thái lòng dẫn sông

hạ du,đặc biệt là sông Hồng đoạn qua thủ đô Hà Nội, trung tâm văn hóa, chính trịcủa cảnước là rất quan trọng và cần thiết Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho việcđưa racácgiảiphápgiảmthiểutácđộngxấukhiđiềutiếtcủacáchồchứathượngnguồn

2 MỤCĐÍCHCỦA ĐỀTÀI

- LàmsángtỏđượctácđộngcủađiềutiếtcáchồchứathượngnguồnđốivớichếđộdòngchảyvàsựpháttriểnhìnhtháilòngdẫnsôngHồngđoạnquaHàNội;

- ĐềxuấtđịnhhướngcácgiảiphápgiảmthiểutácđộngbấtlợiđếnlòngdẫnsôngHồngđoạnquaHàNội

3 ĐỐITƯỢNG VÀPHẠMVI NGHIÊNCỨU

- Đốitượngnghiêncứu củađềtàilà sôngHồngđoạnqua thủđôHà Nội

- Phạm vi nghiên cứu sông Hồng đoạn qua Hà Nội (từ Thượng CátđếnKhuyếnL ư ơ n g ) d à i k h o ả n g 4 0 k m t h e o đ ư ờ n g t r ũ n g c h ủ l ư u , c h ả y q u a

đ ị a p h ậ n hành chính của các huyện Từ Liêm, quận Tây Hồ, quận Hoàn Kiếm, quận HaiBàTrưngvàhuyệnThanhTrìởbờ phải,cáchuyệnĐôngAnh,GiaLâmởbờtrái

Hình0.1 Vịtríđịalýđoạnsông HồngquaHà Nội

Do việc đưa vào hoạtđộng của các hồ chứanước ở thượng nguồns ẽ

l à m thay đổi quá trình lưu lượng nước và bùn cát dẫn đến những biến đổi lớn đốivới cácyếu tố khác như quan hệ Q – H, tỷ lệ phân lưu, hình thái mặt bằng, mặt cắt ngang,mặt cắt dọc, từ đó có nhữngảnh hưởng đến tuyến chỉnh trị, bố trí công trình chỉnhtrị,…

Luận văn đề cập đến hầu hết các vấn đề đó, đưa ra các so sánh, phântích,đánh giá ảnh hưởng điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn đến quá trình diễnbiếnlòngdẫnởhạdusôngHồngđoạnquaHàNội

5.2 Ýnghĩathực tiễn

Khi điều tiết các hồ chứa thượng nguồn vùng hạ du sông bị ảnh hưởngrấtnhiều: Lưu lượng phù sa giảm đi, quan hệ Q – H thay đổi dẫn đến khả năngthoát lũcủa lòng dẫn thay đổi, tỷ lệ phân lưu tại các cửa sông và quan hệ hình tháicủa

từngđoạns ô n g c ũ n g t h a y đ ổ i n h i ề u V i ệ c n g h i ê n c ứ u c á c b i ế n đ ổ i t r ê n m a n g

ý n g h ĩ a thực tiễn rất cao Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra được các giảiphápphùhợpđểgiảmthiểutácđộngxấukhiđiềutiếtcáchồchứanướcthượngnguồn

CHƯƠNG1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DIỄN BIẾN LÒNG

DẪNSÔNGHỒNGĐOẠN QUAHÀ NỘIVÀĐẶTVẤNĐỀNGHIÊNCỨU 1.1 NHỮNGVẤNĐỀĐẶTRACHOĐOẠNSÔNGHỒNGQUAHÀNỘI

Bắt đầu của đoạn sông Hồng qua Hà Nội được tính ở Thượng Cát và rakhỏiHà Nội ở Khuyến Lương Tổng chiều dài của đoạn sông khoảng 40km Trênđoạnsông Hồng qua thủ đô Hà Nội có cửa phân lưu sông Đuống Vai trò của cửaĐuốngcó tầm quan trọng đặc biệt tới chế độ thủy lực và diễn biến của đoạn sông.Trên đócũng có các cửa lấy nước lớn là: Thụy Phương – cửa vào được điều tiết củasôngNhuệ, trạm bơm Ấp Bắc, cống Xuân Quan – cửa vào của hệ thống thủy nôngBắcHưng Hải Đặc biệt cho tới nay đã có nhiều cầu lớn tồn tại trên đoạn sông là:cầuLong Biên, cầu Thăng Long, cầu Chương Dương, cầu Thanh Trì, cầu Vĩnh Tuy,cầuNhậtTân,…

Có thể nói đoạn sông Hồng qua Hà Nội như mạch máu chảy giữa lòngThủĐô Nó gắn bó hữu cơ cùng với sự phát triển dân sinh kinh tế xã hội của Thủ

Đô HàNội

1.1.1 Cácyêucầuvềthoátlũ

- Theo quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn La, Hòa Bình, Thác Bà vàTuyênQuangtrongmùalũhàngnăm (quyếtđịnh92/2007/QĐ–TTgvàquyếtđịnh198/QĐ -TTg), với các trận lũ tại Sơn Tây có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 300năm, phải giữmực nước sông Hồng tại Hà nội không vượt quá cao trình 13,1m Vớicác trận lũ tại Sơn Tây có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 500năm, phải giữ mựcnước sông Hồng tại Hà Nội không vượt quá cao trình 13,4m Như vậy,lòng dẫnsông Hồng phải đảm bảo thoát lũ an toàn cho thủ đô Hà Nội với mực nước

lũ thiếtkế lớn nhất là 13,4m ứng với trận lũ tại Sơn Tây (Qmax= 48500 m3/s) có chu

kỳ lặplạilà500năm

- Cần duy trì tỷ lệ phân lưu sang sông Đuống trong mùa lũ chiếmkhoảng29%đến30%lưulượngSơnTâyđểđảmbảoantoànchohệthốngđêsôngĐuống

- Quá trình thoát lũ cũng phải đảm bảo lòng sông ổn định, không gây sạtlởbờsông,sạtlởmáiđê,đặcbiệtkhônggâyvỡ đê.

1.1.2 Cácyêucầuvềgiaothôngvậntải

Hiện tại, sông Hồng là một trong những tuyến đường thủy nội địa quantrọngcủa miền Bắc với mật độ tàu lớn, có khi lên tới khoảng 500 lượt/ngày – đêm trongđó có những tàu tải trọnglớn, đây là huyết mạch đường thủy liên thông với các consông ở Thái Bình, NamĐịnh và các vùng phụ cận Do đó phải duy trì tuyến luồnglạch và thủy vực ổn định,không gây bồi lấp các cảng, cần giảm mực nước daođộnggiữamùakhôvàmùamưa,tạođiềukiệnthuậnlợichochogiaothôngthủy

Tuy có vai trò quan trọng như vậy, nhưng do chưa được đầu tư và pháttriểnnênhầuhếtcáccảngcácquymôcònnhỏ,thiếtbịlạchậunănglựcbốcxếphànghóa còn thấp, phương tiện giao thông thủy còn lạc hậu, chưa khai thác hết tiềm năngcòn bỏ ngỏ Chính vì điều này nên trong quy hoạchgiao thông vận tải thủy thủ đôHà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 định hướng một

số nội dung quantrọng như cải tạo nạo vét luồng tuyến, nâng cấp xây mới các cảng

vàcácsôngkhácphụcvụgiaothôngthủyliênkếtvớimạnglướigiaothôngtoànquốc

Cụ thể theo đồ án quy hoạch này Hà Nội sẽ có 4 cảng đầu mối làcảngKhuyến Lương, cảng Phù Đổng, Cảng Sơn Tây, Cảng Tầm xá Cùng với 4 bốncảngđầu mối này quy hoạch cũng đề xuất xây dựng, nâng cấp các cảng địa phươngnhưChèm,HồngVân,MaiLâm….,làmcảngvệtinh chocáccảngđầumốinêutrên.Các cảng khách được xác định theo tuyến vận tải khách phù hợp với quy hoạch đôthị của thành phố và các quậnhuyện Ngoài các cảng khách hiện hữu ở bến ChươngDương sẽ bố trí một số cảng khách khác dọctheo tuyến vận tải khách kết hợp dulịchsôngHồng,sôngĐuống,sôngĐáy,sôngTôLịch…

Như vậy, theo quy hoạch này nhu cầu giao thông thủy trong tương laitrênmạng lưới lưu vực sông Hồng là rất lớn, đặc biệt là đoạn qua Hà Nội nên yêucầu vềổnđịnhtuyếnluồnglạchđặtrachonócũngcàngcaohơn

1.1.3 Cácyêucầuvềxâydựngthànhphốvàcácyêucầukhác

1.1.3.1 Xâydựngđôthị

Trên cơ sở có hành lang thoát lũ quy hoạch phạm vi cho phép xây dựngcôngtrình phục vụ cho việc phát triển và mở rộng thành phố, đồng thời từng bước di dờidân cư nằm trong phạm vihành lang thoát lũ ra khỏi khu vực này; Xây dựng mớiđồng thời với việc phát triển

và bảo vệ tăng khả năng khai thác các điểm vui chơigiảitrí,dulịch

Đồng thời với việc phát triển đô thị phải đảm bảo không gây ô nhiễm cácconsông,tạocảnhquanmôitrườngsinhtháixanh–sạch–đẹp

ra đếnbiển

- Dưới thời Pháp thuộc, cùng với việc xây dựng cầu Long Biên, cáccôngtrình chỉnh trị bảo vệ cầu đã được xây dựng Người Pháp cũng tiến hành xâydựngcảngHàngMắm,lúcđónằmởhạlưucầuLongBiên,đầuphốHàngMắmbâygiờ

- Từ1971÷1980làthờikỳtiếnhànhgiảiphóngcácvậtcảntronglòngsông

- Từ1981÷1990làthờikỳtiếnhànhcácdựánchốngbồilấpcảngHàNộivàbảovệbờsông.

- Từ1 9 9 1 đ ế n n a y l à t h ờ i k ỳ t i ế n h à n h c ủ n g c ố , k i ê n c ố h ó a h ệ t h ố n g đ

ê phònglũ,cứnghóabờsông

1.2.2 CácđềtàinghiêncứukhoahọccấpNhànướcvàcácdựánkhoahọc– côngnghệ

- Chươngtrìnhtiếnbộ khoa họckỹthuậtcấpnhànước06.05(năm 1985)cócácđềtàisau:

1981-+ 06.05.01.01 – Nghiên cứu công trình bảo vệ bờ chống xói, do GS.TS.VũTấtUyênlàmchủnhiệm43;

+ 06.05.01.03– Nghiên cứu dựbáo lantruyềnxóisâuSôngĐàv à s ô n g Hồngkhi hồ Hòa Bình và Tạ Bú hoạt động, do PGS TS Hoàng Hữu Văn làmchủnhiệm45;

+ 06.05.01.04 – Nghiên cứu công trình chỉnh trị đoạn sông Hồng đểchốngbồilấpcảngHàNội,doTS.NguyễnNgọcCẩnlàmchủnhiệm2.

- Đề tài cấp nhà nước 34A.06.03 “Nghiên cứu các tuyến luồng phục vụvậntải pha sông biển để nạo vét chỉnh trị trên các tuyến luồng ấy – đặc biệt làtuyếnLạchGiang–HàNội”doGS.TS.LươngPhươngHậu(1986)chủtrì7

- CácđềtàikhoahọcđộclậpcấpnhànướcKC–ĐL94–15(1994–1996)

nghiêncứuvề:

+Xáclậphànhlangthoátlũ đoạnhạdusôngHồngtừSơnTâyđếnHưngYêndoGS.TS.VũTấtUyênchủtrì44;

+ Xác lập tuyến chỉnh trị đoạn hạ du sông Hồng từ Sơn Tây đến cửa LuộcdoGS.TS.VũTấtUyênvàPGS.TS.NguyễnVănToánchủtrì5;

+ Quá trình xói bồi, diến biến lòng dẫn hạ du dưới tác động điều tiết củahồHòaBìnhdoPGS.TS.NguyễnVănToánchủtrì35;

+ Ảnh hưởng của việc điều tiết hồ Hòa Bình đến việc phát điện, lấynướctưới, tiêu, giao thông thủy và các yêu cầu dùng nước khác…do PGS TS TrầnĐìnhHợivàTS.TrầnQuốcThưởngchủtrì5.

- Dự án “Đánh giá thực trạng lòng dẫn sông Hồng – sông Thái Bìnhảnhhưởngt ớ i s u y g i ả m k h ả n ă n g t h o á t l ũ v à đ ề x u ấ t p h ư ơ n g á n c h ỉ n h t r ị t ạ i

n h ữ n g trọngđiểm”(ViệnKhoahọcThủylợi,2001)4

-Đề tài cấp nhà nước KC08.14/06-10 “Nghiên cứu các giải pháp Khoa học –Công nghệ cho hệ thống công trình chỉnh trị trên các đoạn sông trọng điểm vùngĐBBBvàĐBNB doGS.TSLươngPhương Hậuchủtrì.13

1.3 NHỮNGKẾTQUẢNGHIÊNCỨUCƠBẢN

1.3.1 Vềquátrìnhlòngdẫn

Trên thế giới có nhiềut á c g i ả n g h i ê n c ứ u v ề p h â n l o ạ i

q u á t r ì n h l ò n g d ẫ n như: Roxinxki K.I và Kuzmin I.A, Antunin C.T,Kondratev H.E và Popov I.B,SnitsenkoB 

( 1 9 80 ) T r o n g đ ó ,S n it s e n k o B .đ ã n g h i ê n c ứ u tr ê n 1 8 3 đ o ạ n c ủ a 35 sông ở Liên Xô,

có chiều dài tổng cộng là 4.523 km đã đi đến hai cách phânloại5:

1 Dựa vào tỷ số B0/B và I0/I (trong đó B0, I0l à c h i ề u r ộ n g v à đ ộ

1) Đoạnsôngphânnhánhkiểulòngsông làđoạntừTrungHàtớiPhú Châu

2) Đoạnsôngconghạn chếlàđoạn từPhúChâutớiVân Cốc

3) Đoạnsôngcong nửachừnglàđoạntừVânCốctớicầuLongBiên

4) ĐoạnsôngconghạnchếcầuLongBiên–XuânQuan

B: Chiều rộng lòng sông tương ứng với lưu lượng tạo dòng

(m);Q:Lưulượngtạolòngsông(m3/s)

- ViệnN g h i ê n c ứ u T h ủ y v ă n L i ê n X ô ( 1 9 2 4 ) đ ề x u ấ t h ệ s ố ổ n đ ị n h t h eo

Trongđó:

B,h:Chiềurộngtrungbình,chiềusâutrungbìnhổnđịnhcủalòngsông(m);

- Sau khi xây dựng nhà máy thủy điện Hòa Bình trên sông Đà, do quátrìnhlưu lượng được điều tiết, lưu lượng tạo dòng thay đổi, quan hệ hình thái lòngsông

ởhạducũngthayđổi.TrongđiềukiệnnàycónghiêncứucủaPhùngQ u a n g Phúc21,trongkhuônkhổđềtàiluậnántiếnsĩnăm1996

1.3.3 Vềlưulượng tạolòng

Lòng dẫn sông được hình thành dưới tác dụng lâu dài của một quá trìnhdòngchảy tự nhiên trong một điều kiện địa lý, địa chất, khí hậu, thủy văn nhất định Mộtlưu lượng đặc trưng cho quátrình lưu lượng tự nhiên đó được gọi là lưu lượng tạolòng

Trước năm 1989, lòng dẫn sông Hồng được tạo ra trong chế độ dòng chảytựnhiên của lưu vực Nhưng khi có nhà máy thủy điện Hòa Bình trên sông Đà,quátrìnhlưulượngđượcđiềutiếtnênlưulượngtạolòngđãthayđổi

Về lưu lượng tạo lòng trên sông Hồng, có nhiều tác giả tính toán trong cácđềtài nghiên cứu của mình như Lưu Công Đào, Vi Văn Vy, Lê Ngọc Bích, Vũ TấtUyên,…Trong báo cáo khoahọc thuộc chương trình 06 – 05, PGS TS Hoàng HữuVăn đã tổng hợp kết quá tínhtoán lưu lượng tạo lòng khi có hồ Hòa Bình và hồ TạBúđiềutiết(bảng1.1)

Từbảng1.1.chothấy,khihồHòaBìnhhoạtđộngdodungtíchcắtlũlònghồquá nhỏ, chế độ tạo lòng ở hạ lưu có thay đổi nhưng không lớn Khi có hồ Tạ Búcác đỉnh lũ đã được điều tiết, chế độ tạo lòng sông Hồngqua Hà Nội sẽ có nhữngthayđổicơbảntheoxuhướngdòngnướcđiềuhòahơn45.

Ở Việt Nam, các tác giả Vi Văn Vị (1984)46, PGS Hoàng HữuVăn(1986)45, GS Lương Phương Hậu12,…đã xác định các hệ số K và m chocácsông vùng đồng bằng Bắc Bộ Công thức (1.9) được xây dựng tương ứng vớitrạngtháicânbằng bãohòa tươngđối, khôngxói, khôngbồi (S=S0).

PGS TS Hoàng Hữu Văn45dựa trên phương pháp phân tích số liệu thựcđo về bùn cát lơ lửng trạm Hòa Bình và Sơn Tây tác giả đã kiến nghị sửdụng côngthứctínhtoánsứcchuyểncát:

- Hệ thống đê bối đã thu hẹp tuyến thoát lũ rất nhiều và làm dâng caomựcnướcl ũ t r ê ns ô n g H ồ n g N ế u phá b ỏ h oà n t o à n đ ê b ố i t r ê n đ o ạ n S ơ n T â y –

V ạ n Phúc thì mực nước tại Hà Nội tương ứng với lũ 1971 (Q=34.200m3/s) có thể hạxuống30cm;

- Xác định được khoảng cách hợp lý giữa hai tuyến đê chính hiệnnay.Khoảng cách hợp lý của hai tuyến đê là khoảng cách để cho thoát lũ được tốtnhấtkhônglàmdângcaomựcnướclũ.Đồngthờicóthểkhaithácđượcmộtphầnquỹđấttrênbãisôngở nhữngđoạnsôngcókhoảngcáchquárộng.

Trong dự án “Đánh giá thực trạng lòng dẫn sông Hồng – sông Thái Bìnhảnhhưởngt ớ i s u y g i ả m k h ả n ă n g t h o á t l ũ v à đ ề x u ấ t p h ư ơ n g á n c h ỉ n h t r ị t ạ i

n h ữ n g trọngđiểm”(ViệnKhoahọcThủylợi,2001),quakếtquảphântíchquanhệQ–

Hở tram Sơn Tây, trạm Thượng Cát, Trạm Hà Nội các thời kỳ đã đưa ra những nhậnxétsau4:

- Xét tại các vị trí cố định, từ năm 1960 – 1999, khả năng thoát lũ củađoạnsông đã bị suy giảm, cụ thể với cùng một cấp lưu lượng lũ thiết kế, mực nướctạiSơnTâyđãtănggần1,0m,tạiHàNộikhoảng0,5mvàtạiHưngYênkhoảng0,7m;

- Xét trên toàn đoạn, với cấp lưu lượng lũ tại Sơn Tây

QST=2 0 0 0 0 m3/s,mực nước dọc tuyến sông đều có xu hướng tăng và trị số tăngvào khoảng từ 0,4mđến0,8m

1.4.1.2 NghiêncứuquyhoạchthoátlũsôngHồngcủaCụcĐêđiều

Năm 1975, Cục Đê điều Bộ Thủy lợi lập báo cáo quy hoạch tăng khảnăngthoát lũ của sông Hồng Nội dung chính là quy hoạch lại việc sử dụng bãisông, sanphá các đê bối cản trở thoát lũ, mở rộng tuyến đê chính ở chỗ quá hẹp, cắtthẳngnhữngchỗlòngsôngquácong44

Trong quy hoạch đã tính thủy lực cho đoạn sông Hồng Sơn Tây – VũThuậnvới nhiều phương án cải tạo, với 2 cấp lưu lượng (QST= 34.200m3/s và

Theo kết quả mô hình toán của phương án trên, mực nước lũ tại cầuLongBiên hạ thấp từ 24cm đến 34cm Các trị số này xấp xỉ với các trí số của ViệnKhoahọc Thủy lợi nghiên cứu trên mô hình vật lý khi san phá hoàn toàn đê bối trênđoạnsôngnày.

1.4.1.3 HànhlangthoátlũđoạnSơnTây– HưngYênnăm1995-1997

Dựa trên cơ sở mô hình toán kết hợp với phân tích tính toán và nghiêncứuthựcđịa,GS.TSVũTấtUyênđãđềxuấthànhlangthoátlũ(HLTL)đoạnSơnTây– HưngYên,cụthểnhưsau3544:

- Chiều rộng HLTL bằng 3B0(từ Sơn Tây đến cửa Đuống B = 2400m,cửacửaĐuốngđếnHưngYênB=2100m)

- Những vùng tuyến đê chính hẹp hơn 3B0, nói chung giữ nguyên hiệntrạng.Những vùng tuyến đê mở rộng hay thu hẹp đột ngột, được thay đổi chiềurộng và vịtrícủaHLTLchothuậndòngchảy

1.4.1.4 Cáccôngtrìnhkèbờ

CáccôngtrìnhkèbờtrongđoạnsôngHàNộidoBộNôngnghiệpvàPháttriểnNôngthônvàỦybanNhândânthànhphốHàNộixâydựngbaogồm:

1.4.2 Vềtuyếnchỉnh trị

1.4.2.1 CôngtrìnhchỉnhtrịcủangườiPháp

Vào những năm 1910 – 1940, người Pháp đã tập trung chỉnh trị để cảithiệnluồng lạch khu vực Trung Hà, song kết quả không tồn tại lâu Sau đó là sự mấtổnđịnh kéo dài 30 – 40 năm cho tới khi giải phóng Hà Nội24522 Tất cả cáccôngtrình chỉnh trị nhằm đưa chủ lưu về cảng Hàng Mắm, vị trí ở hạ lưu cầu Long Biênkhoảng 1km, mặc dù tốn kém nhưng không đạt được kết quả, do vậyphảichuyểncảngxuốngPhàĐennhư vịtríngàynay

1.4.2.2 CôngtrìnhnghiêncứukhắcphụcbồilấpcảngHàNội

Trước những năm 80 luồng lạch đoạn sông Hà Nội thay đổi liên tụcảnhhưởng tới vận tải thủy Cảng Hà Nội nhiều năm bị bồi lấp không vận hànhđược Từđầu năm 80 Bộ Giao thông đã triển khai một dự án lớn kéo dài nhiều giai đoạnvàhiệnn a y v ẫ n t i ế p t ụ c , n h ằ m ổ n đ ị n h l u ồ n g l ạ c h v à c h ố n g s a b ồ i c ả n

g H à N ộ i

222.K i ê n t r ì v à đ ầ u t ư k h á n h i ề u , c h o đ ế n n a y địnhh ìn h v ề t u y ế n l u ồ n g l ạ c h ởđoạnHàNộiđãtươngđốiổnđịnh.CảngHàNộiđãhoạtđộngtươngđốitốt

- Các công trình đề xuất ổn định luồng cầnđược xây dựng từngb ư ớ c ,

- Lýgiảihiệntượng m ực nướcs ô n g Hồnggi ảm mạnhtr on g thờig i a n gầnđây;

- Địnhhướngcác giảiphápgiảmthiểutácđộngbấtlợiđếnlòngdẫn sôngHồngđoạnquaHà Nội

CHƯƠNG2 CƠSỞKHOAHỌCVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 2.1 CƠS Ở K H O A H Ọ C N G H I Ê N C Ứ U Đ Ộ N G L Ự C H Ọ C S Ô N G H Ạ D

U SAUKHIXÂYDỰNGCÔNGTRÌNHHỒCHỨATHƯỢNGNGUỒN

Sau khi xây dựng hồ chứa ở thượng nguồn, dòng sông được chia thànhhaiphần có quá trình vận động khác nhau: Dòng sông thượng lưu trở thành dòngsônglão hóa dần, lòng sông hạ du trở thành một dòng sông trẻ, bắt đầu quá trìnhpháttriểnmới Song songvới việcnghiêncứu quá trìnhb ồ i t í c h ở t h ư ợ n g

n g u ồ n , c á c nhà khoa học quan tâm nhiều đến quá trình động lực học dòng sông ở hạ du Cácvấn đề nghiêncứu về quá trình đổim ớ i c h ế đ ộ đ ộ n g l ự c d ò n g s ô n g h ạ d u c ó

t h ể tổnghợplạitrong7vấnđềsauđây:171821

2.1.1 Xóiphổbiếntronglòngsôngvàsựlantruyềncủanótừsauhốxóicụcbộv ềxuôi

Trong điều kiện dòng chảy từ hồ chứa xả xuống là nước trong, lòng sônghạdụ sẽ xẩy ra xói phổ biến, xuất phát từ đoạn gần chân đập, sát sau hố xói cục bộ,rồilantruyềndầnvềxuôi.Trongvấnđềnàycóthểlýgiảinhư sau:

- Sau khi hồ chứa đi vào tích nước, trong lòng hồ xảy ra bồi tích, hàmlượngbùn cát tháo xuống đã giảm đi nhiều, hoặc chỉ mang theo chất rửa trôi (bùncát mịn)không thể trao đổi với bùn cát lòng sông, có khi thậm chí chỉ là nước trong, khôngmang bùn cát Vì vậy, đểthỏa mãn yêu cầu về sức tải cát của dòng chảy, dòng chảyđào xới hạt bùn cát từlòng sông đến khi đạt tới trạng thái bão hòa, hiện tượng xóilòngdẫnmớidừnglại

- Tuy nhiên, thực trạng và lý thuyết đều chỉ ra rằng, khoảng cách đểdòngchảy từ trạng thái thứ bão hòa đến trạng thái bão hòa không cần phải rất dàinhư thế,mà chỉ cần không quá mấy trăm mét, cùng lắm không quá mấy ngàn mét, không cócùng số đo với hiệntượng xói phổ biến trong lòng sông hạ du hồ chứa Vì vậy,vấnđềnàycầnđượctiếptụcnghiêncứulàmrõtrongcácnghiêncứutiếptheo

2.1.2 Thay đổichếđộ thủyđộnglựctronglòngdẫnhạdu

Hầu hết hồ đập đều làm thay đổi chế độ dòng chảy trong lòng dẫn hạdu.Những đập lớn gần như có những ảnh hưởng rất lớn đến chế độ dòng chảy và cóthểthay đổi độ lớn dòng chảy đem lại lợi ích hoặc phục vụ các mục tiêu xã hội khác.Những đập nhỏ với dung tíchchứa nước không lớn sẽ ít ảnh hưởng đến chế độ dòngchảy hơn nhưng về cơ bản, hầu hết chúng vẫn

có thể điều khiển một con sông tùytheoýmuốntrongnhiềuthờiđoạnkhácnhau

Chế độ dòng chảy bao gồm quá trình lưu lượng và quá trình mực nước,kèmtheo là quan hệ giữa lưu lượng và mực nước Do lưu lượng và mực nước thayđổi,quá trình bùn cát cũng thay đổi dẫn đến quá trình tạo lòng cũng thay đổi theoquyluậthìnhthái

2.1.3 Thôhoáthànhphầnhạtlòngsông

Sự bào xói phổ biến trong lòng sông hạ du hồ chứa nước sẽ dẫn đếnhiệntượng thô hóa dòng sông Quá trình thô hóa tùy theo kết cấu tạo lòng sông cókhácnhaumàcónhữngđặcđiểmkhácnhau

Sự thô hóa dòng sông sẽ làm cho hệ số nhám lòng sông tăng lên và làmchonăng lực tải cát của dòng chảy giảm nhỏ Mặc dù có thể không hình thành mộtlớpthô hóa có tính chống xói, ngăn chặn lòng sông hạ thấp, nhưng do sức tải cátcủadòng chảy quá nhỏ, tốc độ xói của dòng sông sẽ giảm đi rõ rệt, cường độ xóirửacũngsẽbịhạnchếnhiều

2.1.4 Điềuchỉnhhìnhthái mặt cắtnganglòngsông

Xóiphổbiếnlòngsônghạducôngtrìnhhồchứasẽlàmchohìnhtháimặtcắt

và độ dốc dòng sông có những điều chỉnh rõ rệt Về hình thái mặt cắt, quátrìnhpháttriểnxóidiễnravớisựsonghànhcủa3hoạtđộng:Xóisâu,mởrộngvàvừax

ói sâu vừa mở rộng.T r ư ờ n g h ợ p h a i b ờ s ô n g c ó c ấ u t ạ o v ậ t

c h ấ t k h ó x ó i , l ò n g sông sẽ bị xói sâu, trường hợp đáy sông không thể xói

rộng,khicảbờvàđáysôngđềukhảbiếnthìdòngsôngvừaxóisâuvừamởrộng

2.1.6 Chuyểnhoáloạihìnhsông

Sauk h i x â y d ự n g c ô n g t r ì n h đ ầ u m ố i , s ự t h a y đ ổ i c á c l o ạ i đ i ề u k i ệ

n n ó i chung là có lợi cho sự phát triển theo xu thế ổn định lòng sông Nhưng các yếu tốảnh hưởng đến diễn biến lòngsông hạ du công trình hồ chứa nước là khá phức tạp.yếu tố chủ yếu nhất có thể kháiquát là trị số và quá trình của lưu lượng nước vàlượng bùn cát xả xuống hạ du; điềukiện địa chất lòng sông và bờ sông; vị trí củachuẩnxâmthựcởhạdu

Trongcácyếutốảnhhưởngnóitrên,cótácdụngquyếtđịnhluônvẫnlàtrịsố vàquá trình của dòng nước và bùn cát tháo xuống Chỉ cần lòng sông tạo thànhbởi vật chất dễ xói, cường độ xói vàhình thái của lòng sông hạ du, cũng như có bịbồi lấp trở lại không đều phụ thuộcchủ yếu vào trị số và quá trình dòng chảy và bùncát tháo xả xuông, màđ i ề u n à y l ạ i

t ù y t h u ộ c v à o p h ư ơ n g t h ứ c v ậ n h à n h c ủ a h ồ chứa Có thểthấy phương thức vận hành hồ chứa không chỉ lày ế u t ồ m ấ u c h ố t quyếtđịnh lượng bồi lắng và phương thức bồi lắng trong hồ chứa, mà cũng là yếu tốmấuchốt quyết định cường độ và hình thức diến biến lòng sông hạ du, tạo ra mâuthuẫn chủ yếu nhất trong nhiều mâuthuẫn gây nên diễn biến thượng và hạ du hồchứa

2.1.7 Phátsinhcáctìnhthế nguy hiểmmới

Ở hạ du các hồ chứa, vào thời kỳ đầu khai thác, do quá trình tái tạo lòngdẫnxảy ra rất mãnh liệt, lòng sông bị xói sâu, mực nước cũng hạ thấp, các côngtrìnhdọctheotuyếnsôngnhưđêđiều,trạmbơm,cửalấynước,kècống,cầuquasông,

+ Phương pháp chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo không bị hạn chế bởiđiềukiện biến đổi dần của dòng chảy, và có thể nghiên cứu nó theo không gian 3chiều.Nhưng nó chỉ thích hợp cho việc nghiên cứu các quá trình diễn biến trongđiều kiệnđã có tiền lệ trong quá khứ, không thể hoàn toàn dựa vào nó để dự báo tácđộng củacáccôngtrìnhtrongtươnglai

- Phươngphápmôhìnhtoán:

+ Phương pháp mô hình toán là phương pháp dựa vào các hệ phươngtrìnhthích hợp cho dòng chảy vàbùn cát tạiđoạnsôngnghiêncứu, xácđịnhc á c

đ i ề u kiện biên, điều kiện ban đầu hợp lý, tìm các lời giải giải tích hoặc lời giải số trị chocácvấnđềnghiêncứu;

+ Phương pháp mô hình toán với sự giúp đỡ của máy tính điện tử cónhiềuđiểm lợi cả về khoa học lẫn kinh tế, cho phép ta mô tả những gì đã xảy ratrong

quákhứv à n h ư n g g ì s ẽ x ả y r a t r o n g t ư ơ n g l a i v ớ i n h ữ n g đ i ề u k i ệ n t h a y đ

ổ i t ù y ý Nhưng hiện nay, phương pháp này chỉ có độ tin cậy chấp nhận được khi hạnchếtrongbàitoán1Dvà2D, trongđiềukiệnphảicósốliệuđầuvàochấtlượngcao,hơn thế nữa kết quả về trường vận tốc chỉ là trung bình độ sâu do vậy rất hạn chếtrong việc phân tích diễn biếnlòng dẫn Đối với mô hình 3D hiện nay ở nướctađangbướcđầunghiêncứuvàkếtquảvẫncònkhácxasovớithựctế

- Phươngphápmôhìnhvậtlý:

+ Phương pháp mô hình vật lý là phương pháp thu nhỏ đoạn sông nghiêncứulại trong một khu vực có các trang thiết bị thí nghiệm, tái diễn dòng chảy trong sôngthiên nhiên theo các định luật tương tự, để quan sát,

đo đạc và từ các số liệu đo đạctìmraquyluậtdiễnbiếncủađoạnsông

+ Phương pháp mô hình vật lý có những lợi thế của phương pháp hìnhthái,hơn nữa nó có thể đặt công trình trong tương lai vào mô hình để nghiên cứuảnhhưởng của nó sẽ gây ra Nhưng hạn chế của phương pháp này là rất khó thỏamãncác điều kiện tương tự, nhất là các điều kiện tương tự về bùn cát, nên có thểcónhững sai lệch nhất định giữa mô hình và nguyên hình, mặt khác chi phí đểxâydựngmôhìnhthườnglớn,vìvậychỉnhữngdựánlớnmớicóđiềukiệnthựchiện

Từ những kết luận trên cùng với mục đích của luận văn là nhằm đánhgiáđược ảnh hưởng của điều tiết các hồ chứa thượng nguồn đối với chế độ dòngchảy,sự thay đổi hình thái mặt bằng, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc thời gian qua tronglòngdẫn sông Hồng đoạn qua Hà nội, nên trong luận văn này phương pháp nghiêncứuđượcsử dụnglàphươngphápchỉnhlý,phântíchsốliệuthựcđo

2.2.2 Phươngphápchỉnhlý, phântíchsố liệuthựcđo

2.2.1.1 Nguồnsốliệu

SốliệusửdụngtrongluậnvănnàyđượcsưutầmtừTrungtâmKhítượngThủyvăn,ViệnKhoahọcThủyLợi

a) Sốliệuthựcđovềthủyvăn

Số liệu lưu lượng, mực nước, bùn cát của các trạm Sơn Tây, Hà Nội,

ThượngCáttừ 1960đến2012.Liệtsốliệunàyđượcchiathànhcácthờikỳnhư sau:

- Từnăm(19601 9 6 9 ) làthờikỳtiếnhànhđắpcácbốilớntrênsôngHồng;

- Từnăm(19701 9 7 9 ) làthờikỳsaulũlịchsửnăm1971,cácbốiđãđắpxong;

+ Bình đồ khảo sát sông Hồng các năm 2009, 2010,2011, 2012 (tỷ lệ1.5000),công ty tư vấn đầu tư Phú Hà (PHUHABIC) thuộc dự án đầu tư pháttriểngiaothôngthủyđồngbằngBắcBộcủangânhàngthếgiới(WB6)

- Cácsốliệuvềmặtcắt ngang:

+TàiliệuđođạccácmặtcắtngangcốđịnhtrênsôngHồngcácnăm1996,2001đến2012(tỷlệđứng1/100,tỷlệngang1/5000)hệcaođộquốcgia

2.2.1.2 Chỉnhlýsốliệu

Cácsốliệumựcnướctạicáctrạmthủyvănđượcquyvềcùnghệcaođộnhà

nước

Từnăm1995đếnnay,TổngcụcKhítượngThủyvănđãchuyểncaođộcáctrạm quan trắc trên hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình về cùng một hệ caođộQuốc gia Vì vậy, trong phân tích các số liệu thu thập trước ngày 01/01/1995đềuđượcchuyểnđổivềcùnghệcaođộQuốcgia

Phươngpháp tiếnhành nhưsau:

- Sốliệul ư u lượng, m ự c nước, bùncá tthực đ o tạicáctrạmthủyvănSơnTây,HàNộiđượcchiathànhcácthờikỳnhư trên;

- Tính trung bình các tháng của mỗi thời kỳ, tiến hành vẽ biểu đồ quátrìnhlưulượng,mựcnước,bùncáttrungbìnhcủamỗithờikỳ;

- Tổng hợp các biểu đồ quá trình lưu lượng (hoặc mực nước, bùn cát)từngthờikỳvàocùnghệtọađộ;

- Từ biểu đồ tổng hợp này tiến hành phân tích, đánh giá những thay đổicủacác thời kỳ so với nhau Từ đó giúp tìm ram ố i l i ê n h ệ g i ữ a h i ệ n

t ư ợ n g x ó i b ồ i v à cácyếutốảnhhưởng

Bên cạnh phân tích quá trình lưu lượng, mực nước, bùn cát trung bìnhthángtrong năm, cũng có thể chọn ra một tháng để phân tích quá trình theo cácngày trongtháng

b) Xâydựngquanhệlưulượng–mựcnước(Q-H)

Phươngpháp tiếnhành nhưsau:

- Sốliệulưulượng,mựcnước,thựcđotạicáctrạmthủyvănSơnTây,HàNội,ThượngCátđượcchiathànhcácthờikỳ(10nămmột);

- VẽquanhệQ–Hứngvới mỗithờikỳ;

- TổnghợpcácquanhệQ–Htừngthờikỳvàocùnghệtọađộ;

- Từ biểu đồ tổng hợp các quan hệ Q – H của các thờikỳ, tiến hành sosánhcác đường cong cho ta căn cứ để phán đoán xu thế xói bồi trung bình của lòngdẫnvà sựthay đổi khảnăng thoát lũ của lòng dẫn Thôngthường,trongm ù a k i ệ t

v ì dòng chảy nhỏ, tác dụng tạo lòngyếu, lòngd ẫ n t ư ơ n g đ ố i ổ n đ ị n h ,

n ế u v ớ i c ù n g một lưu lượng mùa kiệt, mực nước qua các thời kỳ có biến đổi

rõ rệt thì chắc chắnlòngdẫnđãcóxói,bồi

c) Phântíchtỷlệphânlưu

Phươngpháp tiếnhành nhưsau:

- SốliệulưulượngthựcđotạicáctrạmthủyvănSơnTây,HàNội,ThượngCátđượcchiathànhcácthờikỳ(10nămmột);

- Xây dựng mối quan hệ giữa lưu lượng tổng tại Sơn Tây và lưu lượngtrênsôngĐuốngứngvớimỗithờikỳ;

- Từ quan hệ này, ứngvới các cấp lưu lượngt ạ i S ơ n T â y t ì m r a

l ư u l ư ợ n g qua sông Đuống, từ đó tính được tỷ lệ phần trăm lưu lượng tại SơnTây chuyển quasôngĐuống;

- Căn cứ vào tỷ lệ này của các thời kỳ để rút ra các kết luận về tỷ lệ phânlưu,tìmranguyênnhânvàphươngphápgiảmcácảnhhưởngxấu

Trước hết cần kiểm tra các bản đồ địa hình các thời kỳ có cùng tỷ lệ, cùnghệtọa độ, hệ cao độ hay không, nếu không, cần tiến hành chỉnh lý Trên các bìnhđồ,cầntìmranhữngmốcđịahình,địavậtchungđểlàmcăncứ chậphình

Ngoài ra, còn kết hợp chập các mặt cắt ngang để phân tích hình thái mặtcắtngang lòng sông và biến hình xói bồi, làm cơ sở cho việc tính toán khối lượngvàphânbốxóitrongđoạnsông

Với số liệu thực đo các mặt cắt ngang, cũng có thể tính toán lượng xóibồithông qua so sánh diện tích các mặt cắt ngang dưới cùng một cao trình nướcnhấtđịnh Khi đã có lượng xói bồi tại các mặt cắt thì có thể ước tính khối lượng xóibồitrongcácđoạnsôngmàcácmặtcắtngangđókhốngchế

b) Phântíchdiễnbiếntrênmặtcắtdọc

Để nghiên cứu sự biến hóa xói bồi theo chiều dọc của lòng sông, có thểchậpcác đường trũng lòng sông (hoặc đường cao trình trung bình lòng dẫn) qua cácthờikỳ,thôngquaphântích, đốichiếuđể đưaracácnhậnxétvề cácbiếnđổicủahốsâu,ngưỡngcạn

2.3 NHẬNXÉTCHUNG

Luận văn đề cập đến vấn đề tương tác giữa dòng chảy – lòng dẫn vàcôngtrình chỉnh trị sông, là vấn đề phức tạp, nhạy cảm và khó khăn trong khoa họcchỉnhtrị sông, vì nó tích hợp 3 lĩnh vực cơ học: chất lỏng (nước), chất rắn (công trình) vàchất rời (lòng sông) Để giảiquyết một phần nhỏ những vấn đề này trong luận vănsử dụng phương pháp phântích số liệu thực đo để làm sáng tỏ những nội dungnghiêncứu,cụthểnhưsau:

- Để đánh giá được ảnh hưởng của điều tiết các hồ chứa thượng nguồnđốivới chế độ dòng chảy sử dụng phương pháp chỉnh lý, phân tích chế độ dòngchảy(lưu lượng, mực nước, bùn cát), xây dựng quan hệ lưu lượng – mực nước (Q –H)quacácthờikỳ,xácđịnhtỷlệphânlưusangsôngĐuống;

- Để phân tích diễn biến lòng dẫn sử dụng phương pháp chập bình đồ,chậpmặt cắt ngang, chập đường trũng chủ lưu qua các năm, tính toán dung tích xóibồicủalòngdẫnvớicácmùanướckhácnhau

Tất nhiên, không thể nào hy vọng có được kết quả chính xác hoàn toàn,vìmới chỉ sử dụng 1 phương pháp (chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo) Vấn đề làcóđược những thông tin từ những kết quả phân tích, đối tượng nghiên cứu sẽ dầndầnđượcsángtỏbởibảnchấthiệntượngvậtlý

CHƯƠNG3 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY, LÒNG

- Trước 25 tháng 6, để cắt lũ tiểu mãn bảo vệ sản xuất và các công trìnhđangxâydựngởhạdu,việcvậnhànhcáchồchứanhưsau:

+ Hồ Hòa Bình xả xuống hạ du lưu lượng không lớn hơn 4.000m3/s Khilưulượng đến hồ lớn hơn 4.000m3/s, hồ Hòa Bình được sử dụng dung tích hồ đếncaotrình 107m để cắt lũ Khi hồ Hòa Bình đã đạt cao trình 107m mà dự báo lưulượngvềh ồ v ẫ n l ớ n h ơ n 4 0 0 0 m3/s,t h ì h ồ S ơ n L a đ ư ợ c s ử d ụ n g d u n g t í c h h ồ đế

n c a o trình 205m để tham gia cắt lũ nhằm giữ mực nước hồ Hòa Bình không quá cao trình107m Nếu dự báo mực nước hồ HòaBình có thể vượt quá cao trình 107m thì hồđượcphépxảxuốnghạdubằnglưulượngđếnhồ;

+ Hồ Tuyên Quang xả xuống hạ du lưu lượng không lớn hơn 1500m3/s.Khilưu lượng đến hồ lớn hơn 1500m3/s, hồ được sử dung dung tích đến cao trình113mđể cắt lũ Khi mực nước hồ đã đạt đến cao trình 113m mà dự báo lưu lượng

+HồHòaBìnhkhôngthamgiacắtlũkhimựcnướcHàNộichưavượtquácaotrình11,5m;

+ Khi mực nước tại Hà Nội vượt quá cao trình 11,5m, hồ Sơn La đượcsửdụng tiếp dung tích hồ đến cao trình 208m, hồ Hòa Bình được sử dụng dung tíchhồđến cao trình 108m để điều tiết lũ Khi mực nước tại Hà Nội xuống dưới caotrình11m, vận hành xả nước đưa dần mực nước các hồ về cao trình mực nước quyđịnhtrướclũ