bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn
Viện khoa học thuỷ lợi
o0o đề tài
Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm khi Công trình thuỷ
điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ

báo cáo tổng kết 7913

Hà nội, tháng 12- 2006

Mục lục tóm tắt nội dung chính của đề tài
Mở đầu
1
I. Mục tiêu đề ra của đề tài
3
II. Phơng pháp nghiên cứu
3
III. Phạm vi tính toán

29
II.1.4 Đặc điểm sông ngòi
30
II.2 Đặc điểm khí tợng thuỷ văn
32
II.2.1 Đặc điểm khí tợng
32
II.2.2 Đặc điểm thuỷ văn
34
II.3 Đặc điểm đoạn sông hạ du thuỷ điện Tuyên Quang
39
II.3.1 Xác định phạm vi ảnh hởng của thuỷ điện Tuyên Quang
39
II.3.2 Đặc điểm địa hình
40

II.3.3 Các thác và gềnh trên đoạn sông nghiên cứu
41
II.3.4 Đặc điểm địa chất đoạn sông hạ lu thuỷ điện Tuyên Quang
42
II.3.5 Đặc điểm địa chất công trình
43

Chơng III
Xác định các kịch bản cho tính toán dự báo
diễn biến Lòng dẫn hạ du thuỷ điện tuyên quangIII.1 Tính toán lựa chọn biểu đồ lu lợng điều tiết thờng xuyên tháo
xuống hạ lu đập Tuyên Quang

địa chất và số liệu điều tra ghềnh - thác
85
IV.3 Kết quả tính toán dự báo xói phổ biến lan truyền hạ du thủy điện
Tuyên Quang
86
IV.3.1. Khái quát kịch bản tính
86
IV.3.2 Tổng hợp kết quả tính toán
87
IV.3.3 Nhận xét
88
IV.4 Kết quả tính dự báo độ hạ thấp mực nớc ở hạ du thuỷ điện Tuyên
90

Quang
IV.4. 1. Quan hệ Q H tại một số vị trí ở hạ lu đập
90
IV.5 chế độ thuỷ lực và diễn biến khu vực ngã ba
Lô - Gâm và sông Lô tại thị xã Tuyên Quang
93
IV.5.1 Phạm vi nghiên cứu và thiết lập mô hình
93
IV.5.2 Phơng pháp công cụ nghiên cứu
93
IV5.3 Tính toán chế độ thuỷ lực vùng ngã ba Lô - Gâm
93
IV.5.4 Tính toán dự báo diễn biến vùng ngã ba Lô - Gâm và khu vực
thị xã Tuyên Quang
96


1

tóm tắt nội dung chính của đề tài
Mở ĐầU

Khi xây dựng đập ngăn sông tạo kho nớc cho mục đích thủy điện hoặc
cấp nớc sẽ làm cho chế độ thủy lực, thủy văn và lòng dẫn của thợng và hạ
lu đập có những thay đổi căn bản. ở vùng thợng lu đập dâng sẽ hình thành
một kho trữ nớc lớn và đợc điều tiết theo chế độ vận hành của nhà máy thủy
điện hoặc công trình đầu mối. ở đó mực nớc dâng cao, diện tích, dung tích
tăng lên và tốc độ dòng chảy giảm nhỏ có thời gian giảm gần nh tuyệt đối
làm cho bùn cát của sông lắng đọng lại trong hồ chứa. Quá trình bồi lắng kéo
dài theo tuổi thọ của hồ. ở vùng hạ lu xuất hiện một quá trình biến đổi hình
thái lòng dẫn kéo theo sự thay đổi quan hệ thủy văn giữa mực nớc (H) và lu
lợng (Q). Do bùn cát tự nhiên của sông bị giữ lại ở thợng lu đập trong hồ
chứa, tháo xuống hạ lu qua tuốc bin thủy điện hoặc tràn xả lũ là dòng nớc
mang rất ít bùn cát. Do đó có sự mất cân bằng giữa khả năng tải cát của dòng
nớc (St) với lợng chuyển cát thực tế của dòng sông hạ lu (S0) mà St luôn
lớn hơn S0 (St >S0). Dòng chảy luôn đói bùn cát này sẽ phải đào xói lòng
dẫn hạ lu để lấy lại trạng thái cân bằng vận chuyển bùn cát, vì vậy lòng dẫn
hạ lu dần dần bị xói hạ thấp. Quá trình xói lòng sông nh trên đợc gọi là xói
phổ biến ở hạ du công trình thủy điện. Xói phổ biến kéo dài theo thời gian và
lan truyền theo không gian xuôi về hạ lu. Xói phổ biến ngừng lại sau một
khoảng thời gian nhất định và trên chiều dài đoạn sông nhất định. Tuỳ theo
từng điều kiện địa chất, địa hình và chế độ vận hành của thuỷ điện. Biến đổi
lòng dẫn ở hạ du đập thủy điện, trong đó có xói phổ biến đã làm thay đổi chế
độ Q H ở hạ lu sẽ ảnh hởng trực tiếp tới các họat động kinh tế khai thác

Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ".
Nội dung chính của báo cáo bao gồm các chơng sau:
Chơng I : Tổng quan chung về tình hình xói phổ biến và phơng pháp tính
toán dự báo xói phổ biến ở hạ du công trình thuỷ điện.
Chơng II : Đặc điểm tự nhiên l
u vực sông Lô - Gâm và khu vực hạ du công
trình thuỷ điện Tuyên Quang.
Chơng III : Xác định các kịch bản cho tính toán dự báo diễn biến Lòng dẫn
hạ du thuỷ điện Tuyên Quang
Chơng IV : Tính toán dự báo xói phổ biến lan truyền xuống hạ lu Do ảnh
hởng thuỷ điện Tuyên Quang
Chơng V : Kiến nghị các giải pháp khoa học công nghệ giảm thiểu các tác
động bất lợi ở hạ lu do vận hành thuỷ điện Tuyên Quang tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
3
I. Mục tiêu đặt ra của đề tài
1. Đánh giá đợc khả năng diễn biến sau hạ du công trình thuỷ điện Tuyên
Quang khi hồ chứa đa vào vận hành chống lũ và phát điện.
2. Đề xuất đợc các giải pháp KHCN chủ động giảm thiểu thiệt hại cho hạ
du do các diễn biến bất lợi gây ra.
* Mục tiêu trên đợc thực hiện bằng việc trả lời đợc các câu hỏi sau đây:
Dự báo quá trình diễn ra xói phổ biến ở hạ du đập Tuyên Quang ?
- Dự báo đợc phạm vi không gian và thời gian của xói phổ biến ?

Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
4
+ Biên dới : Hng Yên (sông Hồng), Bến Hồ (sông Đuống).
Phạm vi đa ra kết quả tính toán diễn biến từ đập Tuyên Quang tới ngã
ba Lô Hồng (Việt Trì) đây là khu vực chịu ảnh hởng nhiều của điều tiết thuỷ
điện Tuyên Quang.

IV. Tài liệu sử dụng cho tính toán :
1. Tài liệu địa hình :
- Tài liệu thể hiện trạng thái tự nhiên khi cha có công trình gồm 66
mặt cắt ngang từ hạ lu đập Tuyên Quang cho tới Việt Trì. Trong đó có 3 mặt
cắt trên sông Lô, 3 mặt cắt trên sông Chảy, do cán bộ của đề tài thực hiện,
hoàn thành tháng 04/2005 phục vụ tính toán mô hình MIKE11.
- Trên sông Hồng, sông Thao sông Đà sử dụng tài liệu mặt cắt ngang đo
đạc hàng năm và từ chơng trình chống lũ sông Hồng năm 2000.
- Bình đồ khu vực hợp lu sông Lô sông Gâm và thị xã Tuyên Quang
phục vụ tính toán mô hình MIKE21C, do cán bộ của đề tài thực hiện.
2. Tài liệu địa chất :
- Là tài liệu rất cần thiết để tính toán diễn biến lòng dẫn. Gồm 10 mặt cắt
địa chất phân bổ dọc hạ lu từ đập tới Việt Trì do cán bộ đề tài thực hiện.
Trên lòng dẫn sông Hồng từ Việt Trì xuôi về hạ lu địa chất của lớp tạo
lòng sông đợc tham khảo từ các tài liệu nghiên cứu về lòng dẫn sông Hồng.
3. Tài liệu thuỷ văn :
- Tài liệu H Q của tất cả các trạm chính trên sông Gâm, sông Lô,
sông Thao, sông Đà, sông Hồng từ 1957 tới 2004.
- Lu lợng tháo xuống hạ lu (Q
Tháo
= Q
Xả
+ Q

Bình.
2. Đã tổng quan đợc các kết quả tính toán dự báo xói hạ du các công
trình thuỷ điện trên thế giới và tính toán dự báo xói hạ du công trình
Hoà Bình, làm bài học rút kinh nghiệm cho tính toán xói hạ du hồ
Tuyên Quang.
3. Đã tổng quan đợc các phơng pháp tính toán dự báo diễn biến hạ du
của Liên Xô cũ, của thế giới và xác lập mô hình tính toán xói cho hạ du
thuỷ điện Tuyên Quang.
4. Đã nêu đợc tính u việt và các điểm cần thiết khi sử dụng mô hình
đợc lựa chọn tính toán là mô hình MIKE11, MIKE21C.
5. Đã phân tích đợc đặc điểm tự nhiên, địa hình, địa chất lòng dẫn khu
vực nghiên cứu hạ du thuỷ điện Tuyên Quang.
6. Đã xây dựng đợc mạng lới tính toán theo mô hình MIKE11 cho toàn
hệ thống sông nghiên cứu chịu ảnh hởng của vận hành hồ Tuyên
Quang.
7. Đã tính toán, phân tích xác lập các kịch bản và thông số đầu vào cho
mô hình tính toán dự báo diễn biến hạ du. Đây là khâu phức tạp nhất và
quyết định cho độ tin cậy của kết quả dự báo. Ưu điểm nổi bật trong
việc lựa chọn thông số đầu vào của mô hình so với các phơng pháp
tính trớc đây cho hồ Hoà Bình là :
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
6
- Tính toán diễn biến theo quá trình tháo xuống hạ lu (Qt) trong
xuốt một năm (365 ngày) mà không phải chỉ tính với một trị số lu
lợng bình quân nh đã tính cho hồ Hoà Bình. Việc tính một giá trị lu

tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
7
Chơng I
Tổng quan chung về xói phổ biến và dự báo xói
phổ biến ở hạ du các công trình thủy điện

I.1. Tổng quan chung Về xói phổ biến ở hạ du các công
trình thủy điện
Khi xây dựng đập ngăn sông tạo kho nớc cho mục đích thủy điện hoặc
cấp nớc sẽ làm cho chế độ thủy lực, thủy văn và lòng dẫn của thợng và hạ
lu đập có những thay đổi căn bản. ở vùng thợng lu đập dâng sẽ hình thành
một kho trữ nớc lớn và đợc điều tiết theo chế độ vận hành của nhà máy thủy
điện. ở đó mực nớc dâng cao, diện tích, dung tích tăng lên và tốc độ dòng
chảy giảm nhỏ làm cho bùn cát của sông lắng đọng lại. Quá trình bồi lắng kéo
dài theo theo tuổi thọ của hồ. ở vùng hạ lu xuất hiện một quá trình biến đổi
hình thái lòng dẫn kéo theo sự thay đổi quan hệ thủy văn giữa mực nớc (H)
và lu lợng (Q). Tháo xuống hạ lu qua tuốc bin thủy điện hoặc tràn xả lũ là
dòng nớc mang rất ít bùn cát. Do đó có sự mất cân bằng giữa khả năng tải cát
của dòng nớc (St) với lợng chuyển cát thực tế của dòng sông hạ lu (S
0
) mà
St luôn lớn hơn S
0
(St >S
0

thủy điện ở Liên Xô cũ.
Bảng I.1: Độ sâu xói phổ biến ở hạ du một số hồ chứa trên thế giới.
TT Hồ chứa Sông Độ sâu xói
(m)
Số năm vận
hành (năm)
1 Khubi Colorado 7,1 17
2 Davit Colorado 6,1 30
3 Parker Colorado 4,3 18
4 Tunetin Manistel 3,7 12
5 Reihernal Saladi 3,1 21
6 Cascada Shar 2,2 7
7 Sanmexio Jellow 4,0 4

Công trình thủy điện Hòa Bình là công trình có quy mô và công suất lớn nhất
nớc ta hiện nay. Công trình thủy điện Hòa Bình chính thức đợc vận hành từ
năm 1988 khi tổ m máy thứ 8 tổ máy cuối cùng đợc phát điện. Thông số kỹ
thuật của thủy điện Hòa Bình đợc thể hiện ở bảng I. 3.
Tình hình xói phổ biến diễn ra ở hạ du thủy điện Hòa Bình cũng nằm
trong quy luật chung của vùng hạ du.
Kể từ năm 1988 tới nay qua theo dõi khảo sát đo đạc vùng hạ du thủy
điện Hòa Bình cho thấy nh sau:
+ Trong khoảng 7-8 năm đầu đoạn sông Đà ở hạ du khoảng 9-10 Km
cách đập diễn ra xói phổ biến rất mạnh, xói sâu tới 6 7m và tới năm 1995
đạt trạng thái tới hạn ổn định.
- Xói tiếp tục lan truyền xuôi về hạ du sông Đà, bớc đầu tiên là xói sâu
hạ thấp lòng sông sau đó diễn ra xói ngang mở rộng lòng sông và gây sạt lở
bờ sông Đà nghiêm trọng.
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ

nên khi thiết kế công trình thủy điện ngời ta đều phải tính toán dự báo xói
phổ biến và độ hạ thấp mực nớc ở vùng hạ du. Đối với Việt Nam, cơ quan
thiết kế chỉ tính toán dự báo xói phổ biến đối với các công trình lớn, ví dụ nh
công trình Hòa Bình, Sơn La. Với các công trình loại trung bình nh: Tuyên
Quang, Thác Bà, Thác Mơ, Cửa Đạt, Tả Trạch cơ quan thiết kế đã bỏ qua
không tính toán.
Bài toán dự báo xói phổ biến hạ du là bài toán rất phức tạp nó phụ thuộc
vào rất nhiều yếu tố ngẫu nhiên. Vì vậy có những công trình có nhiều tác giả
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
10
hoặc cơ quan cùng tính toán theo phơng pháp của mình. Có những công trình
lại đợc tính toán qua nhiều giai đoạn khác nhau.
Ví dụ nh tính toán xói hạ du các công trình thủy điện trên sông Nin
(Ai Cập) đã đợc 8 tác giả và cơ quan tính toán. Riêng cơ quan Hydroproject
của Liên Xô cũ đã tính toán dự báo 2 lần và cho hai kết quả khác nhau (xem
bảng I.4).
Từ bảng 1.4 cho thấy kết quả tính toán dự báo của các tác giả và cơ
quan với thực tế trên sông Nin những năm đầu sai khác rất nhiều. Thực tế trên
sông Nin ở hạ du các công trình thuỷ điện những năm đầu hạ thấp mực nớc
mới chỉ từ 0,23m tới 0,7m và độ hạ thấp đáy sông chỉ từ 0,61 tới 0,99m tùy
theo vị trí hạ lu cách đập khác nhau, trong khi kết quả tính toán dự báo tới 6-
10m.
Bảng I.2 : Độ hạ thấp mực nớc và đáy sông do xói phổ biến từ tính toán lý
thuyết và kết quả thực tế ở hạ du và các đập trên sông Nin Ai Cập
TT Các tác giả và các cơ quan

biến. Đây là một cố gắng rất lớn của Nhà nớc ta vì trong lúc này điều kiện
kinh tế và kỹ thuật của chúng ta còn rất khó khăn và hạn chế. Trên cơ sở các
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
11
phơng pháp tính toán của Liên Xô trớc đây đã có các cơ quan và tác giả tính
toán xói phổ biến hạ du thủy điện Hòa Bình là:
1 - Hydrproject (Liên Xô cũ) 1973
2 - Hydrproject (Liên Xô cũ) 1976
3 - Lê Ngọc Bích (Viện Khoa học Thủy lợi ) 1975
4 - Lu Công Đào (Đại học Xây dựng) 1977
5 - Hoàng Hữu Văn (Viện Khoa học Thủy lợi ) 1985.
6 - Dự án quy hoạch tổng thể đồng bằng sông Hồng 1994.
Kết quả tính toán dự báo xói phổ biến ở hạ du thủy điện Hòa Bình của
các tác giả cho bảng I.3.
* So sánh các phơng pháp tính toán dự báo xói phổ biến ở hạ du thuỷ điện
Hoà Bình :
+ Những điểm giống nhau của các phơng pháp tính toán xói phổ biến ở
hạ du thuỷ điện Hoà Bình là:
- Cùng dựa vào tài liệu địa hình hạ du sông Đà đo năm 1972.
- Chỉ tính với 1 giá trị Qxả xuống hạ lu: hoặc là Q
TB
nhiều năm
(phơng pháp từ số 1 tới số 4) hoặc là giá trị Q tạo lòng (phơng pháp số 5).
trong suốt thời gian tính toán dự báo. Riêng phơng pháp số 6 tính theo biểu
đồ Q t.

TT Tác giả Lu lợng
tính m3/s
Khoảng cách
đập (km)
Thời gian đập tới
hạn (năm)
Độ sâu xói tới
hạn (m)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1 Hydnproject 4500 1 7,5
(Liên Xô cũ) 5 4,2
1973 10 6,8
Cửa sông Thao 2,5
Cửa sông Lô 2
Sơn Tây 0,8
Hà Nội 0
2 Lê Ngọc Bích 4500 1 3,2
(Viện KHTL) 5 3,6
1975 10 7,3
50 2,1
Cửa sông Thao 1,7
Cửa sông Lô
Sơn Tây 0,7
Hà Nội 0,19
3 Lu Công Đào 4500 1 2,5
(ĐH Xây dựng) 5 2,6
1977 10 2,3
Cửa sông Thao 0,9
Cửa sông Lô 0
Sơn Tây 0

5 Quá trình 1 10 6,5
RDMPP lu lợng 5 3 7,2
1995 10 3 7
Cửa sông Thao 50 2,8
Cửa sông Lô 70 1,9
Sơn Tây 90 0,6
Hà Nội 100 0,2
Xói thực tế 1 4-5 6,5
ở hạ lu đập 5 5-6 5,2
Hoà Bình 11 6-7 4,8
15 10 3,7 I.3 Các phơng pháp tính toán dự báo Diễn biến lòng dẫn
ở hạ du công trình thuỷ điện
I.3.1 Nguyên tắc chung của tính toán dự báo biến đổi lòng dẫn ở hạ du

Cho đến nay ngi ta đã s dng rất nhiều cỏc phng phỏp tớnh toỏn
cho phộp d báo bin i lũng dẫn sụng v s thay i mc nc h lu
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
14
cỏc p nc trờn sụng. Cú th phõn chia mt cỏch tng i các phơng
pháp ra thành hai nhóm là nhóm phng phỏp c hc thuỷ lực v nhóm
phng phỏp hỡnh thỏi hc.
Nhóm phơng pháp cơ học thủy lực da trờn vic đồng gii cỏc h




++


+


2
21
(1.1)

0.
Q
tx




+=

(1.2)
a. Phơng pháp thứ nhất của Levi
Trong phng phỏp th nht, Levi đã n gin hoỏ h phng trỡnh
( 1.2) bng cỏch a vo h phng trỡnh nhng gi thit ph sau đây
- Gi thit : Lu lng nc khụng i i qua đoạn sông nghiên cứu
trong khong thi gian tớnh toỏn, tng ng vi vic thay phng trỡnh (1.2)
cú tớnh liờn tc ca pha lng bng phng trỡnh:
Q

dũng chy thay i chm, vỡ c im khụng n nh ca nú c to nờn bi
s bin i lũng dn khi lu lng nc khụng i.
b. Phơng pháp thứ hai của Levi :
Trong phng phỏp th 2, Lờ Vị xut cho dũng chy ờm da trờn c
s gi thit tip theo ca h phng trỡnh tổng quát.
- Gi thit b qua giỏ tr nhỏ
ca phn t
1 V
g
t


trong phng trỡnh
(1.2). Thc cht gi thit ny khụng th c coi nh mt gi thit c lp vỡ
nú c ny sinh trc tip t gi thit Q = const, vy thỡ khi
Q

= const
(
)
2
/QV
Q
V
ttVt






- Gi thit v tớnh n nh mc nc ca mt phng t do trong mt
khong thi gian tớnh toỏn, cú ngha l y
m
/t 0
Gii cỏc phng trỡnh (1.1), (1.2), (1.3) ó c bin i sang phng
trỡnh vi phõn dng o hm bc nht
21
F
t
y
F
x
y
dd
=


+


(1.5)
Lờ Vị a vo phộp ly tớch phõn h phng trỡnh ph tr ca cỏc
phng trỡnh vi phõn bỡnh thng trong cụng thc i xng

2
11 F
dy
F
dtdx
d

Sơ đồ thiết lập phơng trình cân bằng bùn cát đợc thể hiện ở hình I.1

dx
Qs
Q
s
Qdx
s
x

+
Q
s
Qdx
s
x

+
dx
x
y
yd
d









+


+

Hỡnh I.1 : Sơ thiết lp phng trỡnh cõn bng bựn cỏt
Đờng mặt nớc v đờng ỏy trong thi im t
Đờng mt nớc v đờng ỏy vo thi im t + dt
2. Phơng pháp của Bernadxki
Bernadxki l mt trong nhng tác giả đầu tiờn s dng phng trỡnh cõn
bng bựn cỏt tớnh toán bin dạng lũng dn vựng hạ lu p. Đ xut ca
ụng
c dựng trong thit k p Rbinxki. Vic tớnh toán bin dạng lũng
sụng theo phng phỏp Bernadxki c thc hin từ vic tớnh bỡnh dũng
chy. Đi vi mi bó dũng, phng trỡnh cõn bng bựn cỏt l:

t
y
bx
Q
dSb



Q
Q
s
s
QdxQdxdt
s
s
xt
x




+++




tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
17
Trong ú R v R
B
: Bỏn kớnh cỏc ng cong ca dòng trong mt ngang
v mt ng. Bin i phng trỡnh (1.1 vi s tr giỳp ca h thc (1.10) v
gi thit rng cú s ph thuc gia q

Phng trỡnh ny c gii bằng phơng pháp sai phõn hu hn.
3. Phơng pháp của Roxinki và Kuzmin
Đây là phng phỏp c s dng nhiu nht ở Liên Xô cũ. Phng
phỏp ca Roxinxki v Kuzmin c s dng trong cỏc cụng trình thuỷ điện
ca Vin Thit k Thu năng mang tờn Juk. Trờn c s phng phỏp ny ta
cú cỏch gii phng trỡnh (1.1) kết hợp với phng trỡnh (1.2) v (1.3) dới
dạng sai phõn hu hn. õy phng trỡnh (1.2) c ti gin n ph
ng
trỡnh chuyn ng u ca Sezi v Manning:

2/3 1/2
1
,Vhi
n
=
(1.13)
Trong ú
x
y
i
m


=

Tớnh toàn s thay i của đờng mặt nớc do c thực hiện theo cụng
thc:

3/10


im đầu t v (t+t) cui ca khong thi gian tớnh.
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
18
Khỏc vi các phng phỏp c hc thu lc khỏc, trong phng phỏp
ca Roxinxki v Kuzmin cng nh ca Bernadxki đã a ra quan hệ gia lu
lng bùn cát v cỏc thụng s thu lc ca dũng chảy. i lng cú tớnh
quyt nh cho lu lng dũng chy mà các tỏc gi ó tip nhn t hp V/h
0,33

nh đề xuất ca Velicanov. Cỏc tỏc gi đã dựng cỏc ng cong c ca
dũng chy theo quan hệ = f(V/h
0,33
). Trong quỏ trỡnh thc hin tớnh toỏn
c tip nhn hoc l theo ng cong trờn hoc ng cong di ph thuc
vo thụng s V/h
0,33
gim hay tng. Hng i nh th c dựng xỏc nh
c v qua nú xỏc nh lu lng bùn cát Q
s
= Q
Trờn c s phng phỏp ca Roxinxki v Kuzmin ó cú phỏt trin tip
theo ca Kuzmin v Vikulov. Các tác giả ó bổ sung thêm phng phỏp tớnh
toán xúi lở b. Vi mc ớch ny phng trỡnh bin i lũng dn (1.1) c
biu th dng y .


B
h
s
b
=


(1.15)
Trong ú :
h
b
: sõu t ỏy n cao trỡnh b sụng.
k : Hệ số ph thuc vo dng chất tạo lòng sông v b sụng. k cú giỏ tr
t 0,05 trong trng hp chất tạo lòng sông là hạt ng nht, và 0,01- 0,005
trong trng hp chất tạo lòng sông là cỏt ht nh. Nh vy h phng trỡnh
(1.15) cho phộp gii bi toỏn v s bin dạng lũng dn vi vic tớnh sạt lở bờ.
I.3.3 Nhóm Các phơng pháp hình thái học
C s cỏc phng phỏp hỡnh thỏi hc l s dng số liệu quan trắc thc t

quan h giữa hỡnh thỏi hc lòng dẫn và dũng chy ở trng thỏi t nhiờn v tớnh
toỏn theo s ph thuc với cỏc thụng s ca lũng dn mi sau khi vận hành.
S thay i lũng dn kộo theo quỏ trỡnh thớch nghi ca nú i vi chu trỡnh
thay i dũng chy vì s iu tit ca sụng c ỏnh giỏ bng phng trỡnh
cõn bng bựn cỏt :
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)

trong thời kỳ có chuyn ng mnh ca bựn cỏt ỏy.
Tng ng vi các giả thiết ú, th tớch lng tr xúi hạ lu l :

xByW
Cd
=
2
1
(1.17)
c tớnh bng h thc hỡnh thỏi hc khỏc nhau i vi mi gi thit.
B
c :
rng vựng xúi mũn.
X : Chiu di min xúi.
Đó l cỏc hm s hoc ca Q

, hoc ca Q
c
v tng ng vi chỳng l
độ sâu dòng chảy và dốc nớc. Cỏc c tớnh ca lũng sụng b xúi c th
hin qua cỏc thụng s ca nú ở trng thỏi tự nhiên, cũn ng mt nớc của
đoạn b xúi có dng nớc đổ với dng parabol bc 2 i vi lũng dn hp v
ng parabol bc 3 vi lũng dn rng.
Thi gian xúi lũng dn trờn chiu di X c xỏc nh t phng trỡnh
(1.16) bng cỏch chia th tớch khi l
ng tr xói c tớnh theo (1.17) cho lu
lợng bựn cỏt ỏy trung bỡnh nm iu kin tự nhiên.
2, Phơng pháp của Lapsenkov
Lapsenkov xác định các c tớnh khỏc nhau ca vật liệu tạo thnh lũng
sông. Chúng bao gồm các hạt cát xen lẫn các hạt thô là sỏi hoặc cuội. Ông


()
()
10
0
2
0
10
4
31 1
3
p
p
hh
W
xii
ii
Bh h




=




(1.18)
V hạ thấp mc nc theo chiu di xúi phổ biến :


Q
i
i








=
(1.20)
tAi KHCN cp NN : Nghiên cứu dự báo xói lở hạ du Lô - Gâm
khi Công trình thuỷ điện Tuyên Quang đa vào vận hành phát điện và chống lũ
______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________
Báo cáo tổng kết đề tài ( bản cuối)
21
4. Phơng pháp của Rjanixn v Rabkovụi :
Chim v trớ c bit trong nhng phng phỏp theo hng hỡnh thỏi l
phng phỏp ca Rjanixn v Rabkovụi. Phng phỏp ny da vo vic s
dng quan hệ hỡnh thỏi gia rng lũng sụng (B), sõu trung bỡnh (h) v
bỏn kớnh ng cong lũng sụng (r), c thể hin bng th dng
B/h=f(r/B) từ số liu ca on sụng nghiờn cu trong trng tự nhiên. Nhng
gi thit chớnh ca phng phỏp ny l: 1) S ph thuc B/h=f(r/B) vn cũn
phự hp
i vi nhng s thay i do s tự iu chnh của lòng dẫn ở hạ lu;
2) S bin i lũng dn xy ra ở hạ lu là do tỏc dng hoc ca lu lng l

p
= r
o
. T việc so sỏnh giỏ tr
p
nhn c vi
din tớch thit din dũng chy
o
ca lũng sụng ở tự nhiên với lu lng iu
tiết theo tớnh toỏn i qua Q
p
, xỏc nh c

din tớch tng
p

o
. Từ ú tớnh
c khi lng lòng dẫn b cun trụi W v thi gian tng ng t trong
quỏ trỡnh lan truyền xúi trờn di x. Độ hạ thấp mực nc vựng h lu
c xỏc nh nh trong phng phỏp Roxinxki v Kuzmin, t phng trỡnh
(1.1).
Phng phỏp ca Rjanixn v Rabkovụi cú nhiu vn ang c
tranh lun, trong ú cú cỏch t lu lng tớnh toỏn hng ngy Q
wo
bng lu
lng bỡnh quõn nhiu nm, cng nh gi thit v s khụng thay i cỏc bỏn
kớnh ng cong trong quỏ trỡnh bin i lũng dn. ng thi phng phỏp
ny khụng s dng cỏc mi liờn quan hỡnh thỏi hc với cỏc h s ó cú, m
c to ra từ nhng mi quan h chung nht, phn ỏnh c tớnh quy lut