BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM Chương trình bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP NHÀ NƯỚC – MÃ SỐ KC-08.29
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHCN ĐỂ ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN
HẠ DU HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI - SÀI GÒN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG ĐÔNG NAM BỘ
Chuyên đề 5:
NGHIÊN CỨU DỰ BÁO TỐC ĐỘ XÓI LỞ, BỒI TỤ,
HOẠCH ĐỊNH HÀNH LANG ỔN ĐỊNH ĐỂ KHAI THÁC VÀ
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG HẠ DU SÔNG ĐỒNG NAI-SÀI GÒN
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Hoàng Văn Huân
Chủ nhiệm chuyên đề: ThS. Nguyễn Đức Vượng
Tham gia thực hiện: KS. Phạm Trung
ThS. Nguyễn Anh Tiến
KS. Hoàng Đức Cường
KS. Trương Thò Nhàn
KS. Lê Văn Tuấn
TS. Huỳnh Thanh Sơn
ThS. Trònh Văn Hạnh
ThS. Lâm Đạo Nguyên
II.2.2.4. Các tham số sử dụng trong mô hình 20
1. Các tham số thủy lực 20
2. Các tham số bùn cát 21
II.2.3. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 21
II.2.3.1. Hiệu chỉnh lu lợng nớc 21
II.2.3.2. Hiệu chỉnh mực nớc 25
II.2.4. Kết quả tính toán dự báo xói sâu cho các khu vực trọng điểm 27
II.2.4.1. Xác định biểu đồ dòng chảy cho giai đoạn dự báo 27
II.2.4.2. Một số kết quả tính toán dự báo 27
Chơng iii: dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn hạ du sông đồng
nai - sài gòn 33
iii.1. dự báo từ tài liệu thực đo - công thức kinh nghiệm 33
iii.2. dự báo xói lở theo kết quả khảo sát địa vật lý 35
III.2.1. Phơng pháp radar xuyên đất (GPR) 35
1. Cơ sở vật lý - địa chất của phơng pháp GPR 35
2. Dị thờng radar trên hang và mặt ranh giới 36
3. Thiết bị khảo sát. 37
4. Phơng pháp khảo sát 38
5. Xử lý số liệu 38
III.2.2. Phơng pháp thăm dò điện 38
1. Cơ sở lý thuyết 38
2. Phân tích tài liệu: 39
3. Thiết bị khảo sát 40
III.2.3. Kết quả khảo sát 40
1. Khu vực Thanh Đa 40
2. Khu vực cầu Bình Phớc 54
3. Bên tả sông Đồng Nai cù lao Phố, Biên Hòa 56
4. Khu vực Tân Uyên bên bờ hữu sông Đồng Nai 56
1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 84
2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 87
IV.3. ứng dụng MIKE 21C Dự báo biến đổi lòng dẫn sông Đồng Nai
khu vực thành phố Biên Hòa 94
IV.3.1. Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình 94
1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu 94
2. Dữ liệu địa hình 96
3. Dữ liệu thủy văn 96
4. Dữ liệu bùn cát 97
5. Lới tính toán 97
6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 98
7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông 101
V.3.2. Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn 104
1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 104
2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 109
iv.4. ứng dụng mike 21c Dự báo biến đổi lòng dẫn sông NHà Bè 115
IV.4.1 Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình 115
1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu 115
2. Dữ liệu địa hình 116
3. Dữ liệu thủy văn 116
4. Dữ liệu bùn cát 117
5. Thiết lập lới tính toán 117
6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 117
7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông 118
IV.4.2 Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn 119
1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 119
2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 121
iV.5. Nhận xét và kiến nghị 126
VI.6. TRìNH Tự CáC BƯớC THựC HIệN TRONG QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO XóI
Lở BồI Tụ ở CáC KHU VựC TRọNG ĐIểM Hạ DU ĐồNG NAI - SàI GòN 157
Chơng viI : kết luận và kiến nghị 159
VIi.1. Kết luận: 159
vii.2. KIếN NGHị: 159
TàI LIệU THAM KHảO 160
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
4
Chơng i: mở đầu
I.1. Đặt vấn đề
Dọc theo hai bên bờ các sông rạch thuộc HDSĐNSG tập trung hầu hết những
khu đô thị lớn và hàng chục thị xã, thị trấn, thị tứ, khu dân c đông đúc, cơ sở hạ tầng
quan trọng
Trong khi chúng ta rất cần sự ổn định các điều kiện hạ tầng cơ sở để nâng cao và
tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế, thực hiện nhanh bớc chỉnh trang đô thị thì hiện
tợng sạt lở bờ sông đã xảy ra liên tiếp và nghiêm trọng, xói lở, bồi tụ lòng sông diễn
ra ngày càng phức tạp, dọc theo 2 bên bờ sông Đồng Nai - Sài Gòn, làm sụp đổ, nhấn
chìm nhiều nhà cửa, ruộng vờn và cơ sở hạ tầng làm thiệt mạng nhiều ngời ảnh
hởng trực tiếp đến các khu dân c, đến quy hoạch và phát triển dân sinh, kinh tế, xã
hội và môi trờng đã làm chậm lại tốc độ đô thị hóa và tốc độ tăng trởng kinh tế của
khu vực.
Chuyên đề nghiên cứu dự báo và xác định hành lang an toàn cho các khu vực
trọng điểm HDSĐNSG theo các phơng pháp:
+ Phơng pháp 1: theo công thức kinh nghiệm dựa theo tài liệu thực đo;
+ Phơng pháp 2: theo mô hình toán hai chiều (xói bồi lòng dẫn và bờ sông)
Đối với bộ mô hình toán họ MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch, có hai mô
hình có khả năng tính toán xói bồi lòng dẫn cho bùn cát không kết dính, đó là mô hình
MIKE11 và MIKE21C. Mỗi mô hình có những u điểm và hạn chế khác nhau.
+ Phơng pháp 3: tính dựa theo phạm vi xâm lấn của cung trợt sâu (Phơng
pháp Geo - Slope) dựa theo đặc điểm lòng dẫn, địa chất, dòng chảy trong sông .
+ Phơng pháp 4: tổng hợp, phân tích kết quả từ 3 phơng pháp trên kết hợp
với điều tra thực tế, phân tích giải đoán ảnh hàng không+ảnh viễn thám, kết quả khảo
sát địa vật lý (công nghệ không phá huỷ).
I.4. Tình hình nghiên cứu trong nớc, ngoài ngớc
I.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc
ở miền Nam sau năm 1975, công tác nghiên cứu diễn biến lòng sông và công
trình chỉnh trị mới bắt đầu triển khai chủ yếu ở Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam và
một phần ở các cơ quan thuộc Bộ Nông nghiệp & PTNT, Tổng cục Địa chính, Tổng cục
Địa chất, Đại học Bách khoa TP.HCM và Trung tâm Công nghệ quốc gia, thông qua
các đề tài nghiên cứu, các dự án cấp Tỉnh, cấp Thành phố, cấp Bộ và cấp Nhà nớc:
- Các công trình nghiên cứu về thủy lực sông ngòi của các tác giả: Nguyễn Ân
Niên, Nguyễn Nh Khuê, Nguyễn Sinh Huy
- Các công trình nghiên cứu về hình thái sông Cửu Long, Đồng Nai Sài Gòn
của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu.
- Các công trình nghiên cứu về quy luật diễn biến lòng sông, diễn biến đờng bờ
sông Cửu Long, sông Đồng Nai Sài Gòn của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng
Phơng Hậu, Tô Quang Thịnh, Hoàng Văn Huân,
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
để duy trì sự phân phối lu lợng hợp lý giữa hai nhánh Long Khánh và Hồng Ngự (tỷ
lệ 50% mỗi nhánh).
I.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài ngớc
Nhiều nhà khoa học về sông ngòi trên thế giới đã đi xây dựng những công thức
kinh nghiệm để phục vụ tính toán, lợng hóa đợc sạt lở bờ sông. Điển hình nh
Pôpốp, Ibadzade và Turin, Abduraopop, Rozobski và Irmukhamedop Tuy nhiên,
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
7
những công thức này đều có tính chất khu vực, vùng. Vì vậy, việc áp dụng cho các
sông suối ở nớc ta và đối với hạ du hệ thống Đồng Nai-Sài Gòn cần phải lu ý, có sự
điều chỉnh cho thích hợp.
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhiều công nghệ mới, thiết bị đo đạc
mới hiện đại, có độ chính xác cao ngày càng trợ giúp cho công tác nghiên cứu diễn
biến lòng dẫn, dự báo xói bồi biến hình lòng sông. Có thể khẳng định việc phân tích
ảnh hàng không, ảnh viễn thám trong một vài thập kỷ gần đây đã va đang đóng góp rất
lớn cho nhiều ngành khoa học, phục vụ đời sống.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, mô hình MIKE 21C đã đợc ứng dụng nghiên
cứu động lực và diễn biến xói bồi lòng sông, đặc biệt ở châu á trong các dự án sau:
- Dự án xây dựng cầu qua sông Bramaputra - Jamura ở Bangladesh. Kết quả đã
dự báo xói diễn biến lòng sông khu vực xây dựng cầu trong giai đoạn ngắn hạn 3 năm
và dài hạn 30 năm.
- Dự án ổn định nút thắt nhập lu Chatomuk giữa các sông Bassac, Mekong,
Tonlesap của Campuchia. Kết quả đã mô phỏng đợc đặc trng thủy lực và biến động
hình thái trong khu vực và đề xuất đợc các giải pháp ổn định khu vực này.
sông. Sông càng cong thì hố xói bên bờ lõm càng sâu và bờ sông nơi đó càng dễ mất
ổn định.
Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói sẽ đợc áp dụng vào đoạn
sông Sài Gòn từ cầu Bình Phớc đến cầu Sài Gòn và so sánh với chiều sâu thực đo
trong những năm 1998, 2000 và 2001. Sự phân tích dữ liệu đo đạc cho phép đề xuất
một số biểu thức tính chiều sâu hố xói trong đoạn sông nói trên.
II.1.2. Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói ở đoạn sông cong:
Hố xói ở đoạn sông cong có thể đợc ớc tính nhanh nhờ hai phơng pháp sau:
* Phơng pháp từ tài liệu địa hình đo đạc: hố xói tại đoạn sông cong ổn định sẽ
cho biết chiều sâu hố xói tơng ứng với dòng chảy tạo ra hố xói đó. Một cách ớc tính
sơ bộ có thể thích hợp với những đoạn sông cong vừa phải là xem rằng chiều sâu hố
xói xấp xỉ bằng chiều sâu nớc ngay trớc và sau đoạn sông cong đó.
* Phơng pháp tính toán nhờ những biểu thức kinh nghiệm. Dới đây là một số
biểu thức đã đợc đề nghị [1], [2]:
1. Biểu thức của Chatley (1931)
h
mb
/h
b
= 1 + 2(B/R
o
) (2.1)
Trong đó:
hmb (m) : chiều sâu nớc lớn nhất trong đoạn sông cong
(tính từ mặt nớc đến điểm sâu nhất của hố xói)
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
/h
u
= 3,37 - 1,52 log(R
c
/B) (2.4)
5. Biểu thức của Maynord (1996)
Biểu thức này thích hợp với lòng dẫn là cát:
h
mb
/h
u
= 1,8 - 0,051 (R
c
/B) + 0,0084 (B/h
u
) (2.5)
Biểu thức (2.5) đợc xây dựng từ dữ liệu đo đạc trên 215 lòng dẫn là cát với
những dòng chảy có chu kỳ lập lại từ 1 đến 5 năm và sẽ không đợc áp dụng khi chu
kỳ lập lại lớn hơn xảy ra làm cho dòng chảy tràn bờ vợt quá 20% chiều sâu lòng dẫn.
Cũng lu ý rằng không có hệ số an toàn nào đợc đa vào biểu thức (2.5), nghĩa là
chiều sâu hố xói trung bình dựa trên số liệu đo đạc thực tế. Maynord đề nghị bổ sung
một hệ số an toàn = 1,08.
Biểu thức (2.5) đợc dùng với 1,5 < Rc/B < 10 (lấy Rc/B = 1,5 khi < 1,5) và bị
giới hạn đến 20 < B/hu < 125 (lấy B/hu = 20 khi < 20).
6. Công thức kinh nghiệm ABDURAOPOP
Abduraopop đã đa ra 2 sơ đồ dự báo xói lở: tính xói sâu khi bờ cong đợc bảo
vệ và tính xói ngang khi bờ không bảo vệ.
* Bờ cong đợc bảo vệ:
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
10
Trong đó:
HP: chiều sâu bờ lõm
H1: chiều sâu trung bình vùng sông thẳng
V, Vx: vận tốc dòng tia ban đầu và vận tốc giới hạn không xói
* Bờ cong không đợc bảo vệ
Pt =
d
BR (1+h)
Trong đó:
d: trọng lợng riêng của đất bờ
P: lu lợng bùn cát bão hòa
Có hai thông số cha biết trong công thức trên là t và R, cho trớc một thông
số sẽ tính đợc thông số kia.
II.1.3. So sánh chiều sâu hố xói thực đo và theo các biểu thức kinh nghiệm
Xem xét đoạn sông Sài Gòn từ cầu Bình Phớc đến cầu Sài Gòn, trong đó đã có 22 mặt
cắt ngang sông đợc đo vào những năm 1998, 2000 và 2001 [6].
Kết quả tính chiều sâu hố xói từ số liệu thực đo và theo các biểu thức kinh
nghiệm đối với từng mặt cắt đợc trình bày trong các bảng 2.1, 2.2, 2.3 và các hình
2.1, 2.2, 2.3 tơng ứng. Các bảng còn cho sai số tơng đối giữa chiều sâu hố xói thực
đo và theo từng biểu thức.
Có thể nhận thấy rằng sai số lớn nhất thuộc về biểu thức kinh nghiệm do
USACE đề xuất, còn sai số nhỏ nhất thuộc về biểu thức kinh nghiệm của Chatley. Điều
này cũng có nghĩa là biểu thức Chatley khá phù hợp. Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
9 MC09 18.649 12.990 3351.500 258.000 735.000 864.000 20.748 19.094 27.815 34.800 23.678 11.26% 2.39% 49.15% 86.61% 26.97%
10 MC10 22.031 12.508 3327.172 266.010 735.000 868.005 20.174 18.577 27.360 33.759 22.986 -8.43% -15.68% 24.19% 53.24% 4.34%
11 MC11 20.700 12.359 3151.660 255.000 1986.000 2113.500 15.342 14.403 16.159 24.904 19.480 -25.88% -30.42% -21.94% 20.31% -5.89%
12 MC12 17.853 11.923 2857.980 239.710 1986.000 2105.855 14.637 13.772 15.162 23.538 18.437 -18.01% -22.86% -15.07% 31.84% 3.27%
13 MC13 20.054 12.478 3419.000 274.000 1094.000 1231.000 18.033 16.596 22.093 30.647 22.221 -10.08% -17.24% 10.17% 52.83% 10.81%
14 MC14 20.000 13.291 3881.872 292.060 1094.000 1240.030 19.552 17.980 24.297 33.205 23.839 -2.24% -10.10% 21.48% 66.02% 19.19%
15 MC15 17.729 12.572 3847.650 306.060 1314.000 1467.030 17.817 16.418 21.492 30.274 22.447 0.50% -7.39% 21.22% 70.76% 26.61%
16 MC16 19.744 13.321 4072.119 305.703 1314.000 1466.851 18.873 17.392 22.759 32.068 23.625 -4.41% -11.91% 15.28% 62.42% 19.66%
17 MC1P27 22.200 14.877 3823.350 257.000 1986.000 2114.500 18.493 17.356 19.519 30.054 23.415 -16.70% -21.82% -12.08% 35.38% 5.47%
18 MC2P27 25.600 15.923 3901.050 245.000 1986.000 2108.500 19.623 18.449 20.448 31.664 24.753 -23.35% -27.93% -20.12% 23.69% -3.31%
19 MC3P28 16.900 13.950 3641.050 261.000 1986.000 2116.500 17.391 16.312 18.430 28.324 22.041 2.91% -3.48% 9.05% 67.60% 30.42%
20 MC4P28 21.700 13.616 3363.050 247.000 1094.000 1217.500 19.140 17.649 22.936 32.508 23.720 -11.80% -18.67% 5.70% 49.81% 9.31%
21 MC5P28 20.800 12.697 3365.410 265.048 1094.000 1226.524 18.185 16.745 22.120 30.907 22.409 -12.57% -19.49% 6.35% 48.59% 7.73%
22 MC6P28 20.000 13.966 3547.300 254.000 1094.000 1221.000 19.776 18.225 23.839 33.602 24.417 -1.12% -8.87% 19.19% 68.01% 22.08% Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
12
Hình 2.1:
0
5
mb
tinh toan (m) h
mb
sai so (%)
STT Ten h
mb
(m) h
b
(m) area(m
2
) B(m) Rc(m) R
0
(m) Chatley Apmann Thorne USACE Maynord Chatley Apmann Thorne USACE Maynord
1 MC01 18.457 12.273 2700.590 220.040 992.000 1102.020 17.174 15.843 20.504 29.160 21.332 -6.95% -14.16% 11.09% 57.99% 15.58%
2 MC02 19.656 12.767 2936.320 230.000 992.000 1107.000 18.072 16.655 21.777 30.705 22.316 -8.06% -15.27% 10.79% 56.21% 13.53%
3 MC03 20.480 12.693 2891.660 227.810 992.000 1105.905 17.923 16.521 21.554 30.449 22.161
-12.49%
-19.33% 5.25% 48.68% 8.21%
4 MC04 18.537 13.712 2910.030 212.228 992.000 1098.114 19.012 17.553 22.526 32.251 23.716
2.56%
-5.31% 21.52% 73.99% 27.94%
5 MC05 19.560 12.590 3021.640 240.000 1094.000 1214.000 17.568 16.210 20.925 29.821 21.851
-10.18%
-17.13% 6.98% 52.46% 11.71%
6 MC06 16.930 12.129 3056.533 252.000 1094.000 1220.000 17.140 15.798 20.626 29.120 21.264
1.24%
-6.69% 21.83% 72.00% 25.60%
7 MC07 17.470 12.760 3113.650 244.013 735.000 857.006 20.027 18.416 26.347 33.714 23.152
14.63%
5.41% 50.81% 92.98% 32.52%
-0.55%
-8.34%
19.80%
68.98% 25.47%
16 MC16 19.809 13.104 4167.140 318.013 1314.000 1473.006 18.762 17.277 22.817 31.887 23.497
-5.28%
-12.78%
15.19%
60.98% 18.62%
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
14
Hình 2.2:
0
5
10
15
20
25
STT Ten h
mb
(m) h
b
(m) area(m
2
) B(m) Rc(m) R
0
(m) Chatley Apmann Thorne USACE Maynord Chatley Apmann Thorne USACE Maynord
1 MC01 18.628 12.752 2920.228 229.000 992.000 1106.500 18.030 16.618 21.708 30.634 22.279 -3.21% -10.79% 16.53% 64.45% 19.60%
2 MC02 20.278 12.582 3033.813 241.125 992.000 1112.563 18.036 16.607 21.954 30.653 22.121 -11.06% -18.10% 8.26% 51.17% 9.09%
3 MC03 20.473 13.233 3003.886 227.000 992.000 1105.500 18.667 17.208 22.433 31.712 23.093 -8.82% -15.95% 9.57% 54.90% 12.80%
4 MC04 18.963 12.815 2870.540 224.000 992.000 1104.000 18.015 16.612 21.589 30.598 22.325 -5.00% -12.40% 13.85% 61.35% 17.73%
5 MC05 19.650 12.850 3109.605 242.000 1094.000 1215.000 17.968 16.576 21.439 30.506 22.326 -8.56% -15.64% 9.11% 55.25% 13.62%
6 MC06 18.290 12.602 3122.881 247.808 1094.000 1217.904 17.730 16.348 21.261 30.116 21.963 -3.06% -10.62% 16.25% 64.66% 20.09%
7 MC07 18.000 13.021 3229.241 248.010 735.000 859.005 20.539 18.891 27.162 34.542 23.657 14.11% 4.95% 50.90% 91.90% 31.43%
8 MC08 20.981 14.483 3360.098 232.000 735.000 851.000 22.380 20.571 29.003 37.783 26.163 6.67% -1.95% 38.24% 80.09% 24.70%
9 MC09 18.603 13.317 3489.058 262.000 735.000 866.000 21.375 19.677 28.818 35.810 24.303 14.90% 5.77% 54.91% 92.49% 30.64%
10 MC10 21.683 13.138 3402.749 259.000 735.000 864.500 21.010 19.337 28.205 35.229 23.954 -3.10% -10.82% 30.08% 62.47% 10.47%
11 MC11 21.093 12.709 3266.229 257.000 1986.000 2114.500 15.798 14.827 16.675 25.674 20.026 -25.10% -29.71% -20.95% 21.72% -5.06%
12 MC12 18.587 13.043 3091.271 237.000 1986.000 2104.500 15.981 15.043 16.502 25.652 20.095 -14.02% -19.07% -11.22% 38.01% 8.11%
13 MC13 22.167 13.975 4164.438 298.000 1094.000 1243.000 20.675 19.009 25.811 35.097 25.041 -6.73% -14.24% 16.44% 58.33% 12.97%
14 MC14 20.666 13.527 4017.416 297.000 1094.000 1242.500 19.993 18.383 24.940 33.942 24.302 -3.25% -11.04% 20.69% 64.25% 17.60%
15 MC15 18.200 13.005 3941.592 303.085 1314.000 1465.543 18.384 16.944 22.130 31.234 23.079 1.01% -6.90% 21.59% 71.62% 26.81%
16 MC16 20.007 13.473 4231.029 314.048 1314.000 1471.024 19.225 17.707 23.317 32.673 24.014 -3.91% -11.49% 16.55% 63.31% 20.03%
17 MC1P27 22.410 14.350 3845.890 268.000 1986.000 2120.000 17.979 16.847 19.183 29.387 22.818 -19.77% -24.82% -14.40% 31.13% 1.82%
18 MC2P27 26.190 15.473 3961.150 256.000 1986.000 2114.000 19.221 18.041 20.266 31.219 24.329 -26.61% -31.11% -22.62% 19.20% -7.10%
19 MC3P28 18.110 13.856 3879.600 280.000 1986.000 2126.000 17.505 16.377 18.886 28.775 22.280 -3.34% -9.57% 4.28% 58.89% 23.03%
20 MC4P28 21.660 13.256 3406.670 257.000 1094.000 1222.500 18.829 17.348 22.753 31.996 23.209 -13.07% -19.91% 5.05% 47.72% 7.15%
21 MC5P28 20.310 13.763 3784.870 275.000 1094.000 1231.500 19.910 18.323 24.412 33.836 24.294 -1.97% -9.78% 20.20% 66.60% 19.61%
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
17
II.1.4. Đề nghị một số biểu thức ớc tính chiều sâu hố xói :
Với những dữ liệu đo đạc mặt cắt ngang của năm 2001, các tỉ số Rc/B và
hmb/hb đợc tính toán và vẽ lên đồ thị. Do sự phân tán của các số liệu nên thay vì chọn
một đờng thẳng xấp xỉ duy nhất nh thờng thấy, bốn đờng thẳng khác nhau sẽ đợc
sử dụng tùy theo giá trị của tỉ số Rc/B. Bằng cách dùng phơng pháp bình phơng tối
thiểu, phơng trình của các đờng thẳng đợc xác định với dạng chung nh sau:
mb c
b
hR
ab
hB
=+
(2.7)
Các hệ số a và b đợc ghi trong bảng 2.4 và các đờng thẳng xấp xỉ đợc trình
bày trên hình 2.4.
Bảng 2.4: Giá trị các hệ số a và b theo tỉ số Rc/B
h
mb
/h
b
R
c
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
18
II.2. Kết quả dự báo xói sâu sau các hồ Trị An, Dầu Tiếng
bằng mô hình MIKE 11
II.2.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 11 với mô đun bùn cát ST
MIKE 11 là phần mềm kỹ thuật chuyên dụng để mô phỏng dòng chảy một chiều
trên sông suối, hệ thống tới, kênh dẫn và ao hồ. Mô đun thủy động lực (HD), trên cơ
sở giải hệ phơng trình Saint Venant gồm phơng trình liên tục (bảo toàn lợng tích
lũy) và phơng trình động lợng (bảo toàn động lợng) là nòng cốt của họ mô hình
MIKE 11 và thiết lập nền tảng cho các mô đun khác nh:
- Mô đun dự báo lũ và vận hành hồ chứa (FF).
- Mô đun tải khuyếch tán, dự báo xâm nhập mặn (AD).
- Mô đun tính toán vận chuyển bùn cát (ST).
Về căn bản, các mô hình tính toán thủy lực (HD) và vận chuyển bùn cát (ST)
đều có cấu trúc và các dữ liệu đầu vào và đầu ra tơng đối giống nhau.
Mô hình MIKE11 có thể mô phỏng đối với hệ thống sông, rạch phức tạp trong
thời gian dài hàng chục năm, với chiều dài của các nhánh sông rạch hàng trăm kilômét.
Tuy nhiên, vì là mô hình một chiều, cho nên các yếu tố về hình thái sông trên mặt bằng
cha xét đến, chẳng hạn nh các đoạn sông cong, gấp khúc, ảnh hởng của các phân
nhập lu. Các yếu tố thủy lực cũng chỉ là các yếu tố trung bình trên mặt cắt ngang. Xói
bồi lòng dẫn cũng chỉ xét đến trên tuyến lạch sâu của sông, còn về xói lở ngang, mô
hình MIKE11 không đáp ứng đợc.
Với mục đích mô phỏng chế độ thủy lực và hàm lợng bùn cát cho các đoạn sông
thuộc hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn theo các điều kiện tự nhiên vốn có, trong
phạm vi nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng mô hình MIKE 11 với mô đun ST để từ đó
xác định và đa ra những đánh giá về mức độ xói lở, bồi lắng cho một số khu vực trọng
điểm. Ngoài ra, các kết quả tính toán từ MIKE11 nh lu lợng nớc và lu lợng (hoặc
thớc thực tế của sông trong vùng nghiên cứu. Còn một số ít sông rạch nhánh nhỏ vì
không có tài liệu nên cha đợc mô phỏng trong mô hình. Tổng chiều dài sông, rạch
đợc mô phỏng là 1.334 km, gồm 580 mặt cắt ngang và 4.114 nút tính toán.
Hình 2.4: Sơ đồ mạng lới sông và vị trí các biên tính toán
G
G
ề
ềD
D
U
U
D
D
U
UT
T
I
I
ẫ
T
T
R
R
A
A
N
NT
T
N
N
A
A
N
N
T
T
H
H
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
20
II.2.2.3. Điều kiện biên của mô hình
1. Biên thủy lực
+ Biên lu lợng:
Sơ đồ thủy lực bao gồm 9 biên lu lợng nớc kiểu mở (Open boundary type) ở
thợng lu trong đó có 4 biên ảnh hởng lớn tới kết quả của mô hình là: biên lu lợng
nớc tại Gò Dầu, Trị An, Dầu Tiếng và Phớc Hòa (sông Bé). Còn lại các biên khác có
trị số lu lợng không đáng kể.
Ngoài các biên lu lợng trên, để mô hình mang tính thực tế hơn, chúng tôi đa
thêm một số biên lu lợng kiểu nguồn (Point source boundary type) trên dòng chính Sài
Gòn và Vàm Cỏ để mô tả dòng hồi quy từ khu tới nằm kẹp giữa 2 sông này với hệ số
hồi quy là 25%.
+ Biên mực nớc:
Lu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn là lu vực gần nh khép kín với cửa chính đổ ra
biển tại Soài Rạp, Lòng Tàu và một số cửa sông khác. Do vậy, chúng tôi bố trí 5 biên
mực nớc hạ lu gồm: Tân An, Soài Rạp, Đồng Tranh, Lòng Tàu và Cái Mép.
2. Biên bùn cát
Vì không có số liệu về vận chuyển bùn cát ở đầu vào và ra của mô hình, chúng tôi
đã sử dụng biên bùn cát đúng bằng sức tải cát (Sediment supply) với giả thiết là địa hình
mặt cắt tại các biên luôn ổn định. Vị trí các biên bùn cát cũng giống nh biên thủy lực
nêu trên.
II.2.2.4. Các tham số sử dụng trong mô hình
1. Các tham số thủy lực
- Điều kiện ban đầu: đây là điều kiện do ngời sử dụng đặt ra cho các trị số lu
lợng và mực nớc tại từng điểm trên lòng dẫn. Điều kiện ban đầu này có thể phù hợp
hơn nếu ngời sử dụng dùng các trị số lu lợng và mực nớc của các file kết quả trớc
(Hostart file).
- Tốc độ gió: tốc độ gió cũng ảnh hởng đến kết quả của mô hình nhng trong lần
Hình 2.5: Vị trí các tuyến đo lu lợng nớc sông Đồng Nai- Sài Gòn 2003
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.
CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn
Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam
22
Hình 2.6: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại SG03 từ 26-29/X/2003
Hình 2.7: Kết quả kiểm định lu lợng nớc tại MC2 1 từ 26-29/X/2003
Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông
Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ.