1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN KIỆT
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH
BẢO VỆ BỜ CHO ĐOẠN SÔNG CÓ HỐ XÓI, ÁP
DỤNG CHO ĐOẠN SÔNG SÀI GÒN KHU VỰC
THANH ĐA
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI
2
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC
DÒNG SÔNG VÀ CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG 8
1.1. Tình hình nghiên cứu động lực học dòng sông trên thế giới 8
1.2. Tình hình nghiên cứu động lực học dòng sông và công trình bảo vệ bờ
sông trong nước 10
1.2.1. Những thành tựu khoa học chung trong nước 10
1.2.2. Các công trình khoa học trong nước liên quan tới nội dung nghiên cứu
của đề tài 11
1.2.3. Phân tích các công trình bảo vệ bờ đã được đưa vào sử dụng ở ĐBSCL
12
1.2.4. Nhận xét và đánh giá 18
CHƯƠNG 2: NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH HỐ XÓI 20
2.1. Nguyên nhân hình thành hố xói 20
2.1.1. Điều kiện hình thái 21
2.1.2. Điều kiện dòng chảy 22
2.1.3. Điều kiện địa chất 23
2.1.4. Điều kiện bùn cát 26

4.3.4. Diễn biến trên mặt cắt ngang – giai đoạn 4/2007-11/2007 67
4.4. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành hố xói đoạn sông
Sài Gòn khu vực Thanh Đa 71
4.4.1. Tác động của vận tốc dòng chảy: 71
4.4.2. Yếu tố hình thái sông: 80
4.4.3. Tác động của việc gia tải quá mức lên mép bờ sông và việc khai thác cát
ở lòng sông: 81
4.5. Nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình ổn định hố xói, chống sạt lở bờ
cho đoạn sông Sài Gòn khu vực Thanh Đa 84
4.5.1 Khoan phụt vữa xi măng + sét áp lực cao: 85
4.5.2 Đóng cọc BTCT tăng lực chống trượt 85
4.5.3 Gây bồi chân mái dốc bằng mỏ hàn cọc chảy luồn 85
4.5.4 Đắp và bảo vệ mái dốc bằng bao tải cát 86
4
4.5.5 Phân tích lựa chọn phương án 87
4.5.6. Biện pháp tăng ổn định công trình – lấp hố xói, chống sạt lở khu vực
Thanh Đa 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92
1. Kết luận: 92
2. Kiến nghị: 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93
5
LỜI MỞ ĐẦU
Từ ngàn xưa, các nền văn minh của nhân loại đều hình thành và phát triển
quanh lưu vực các sông. Dòng sông được hình thành bởi hai yếu tố cơ bản là dòng
chảy và lòng dẫn. Tác động qua lại giữa hai yếu tố tạo thành dòng sông làm biến
đổi về hình dạng lòng dẫn trên mặt bằng, trên mặt cắt dọc và trên mặt cắt ngang
theo không gian và thời gian. Hiện tượng xói lở bờ sông, bồi lắng lòng dẫn trong
sông thiên nhiên là điều tự nhiên, tất yếu, thông qua việc tạo ra các hố xói sâu, các
cồn bãi, các đoạn sông uốn cong thành bờ lõm, bờ lồi và cứ thế tiếp diễn không

nước.
- Là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu cho thành phố Hồ Chí Minh và các
tỉnh miền Đông Nam Bộ.
- Là nguồn cung cấp thủy sản rất phong phú và đa dạng.
Việc điều tiết nước ở thượng nguồn để đưa vào khai thác và sử dụng nguồn
nước trên hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn đang được mở rộng với qui mô ngày
càng lớn với sự tham gia của hầu hết các ngành, các địa phương thuộc các tỉnh miền
Đông Nam Bộ. Do chưa được qui hoạch và tổ chức chặt chẽ trong việc khai thác
dòng sông nên việc lấn chiếm bờ sông, khai thác cát lòng sông đang diễn ra hàng
ngày rất mạnh mẽ đã làm tác động rất lớn đến chế độ thủy lực và thủy văn hạ du
sông Đồng Nai – Sài Gòn. Đây là những thách thức rất lớn đối với dòng nước và
lòng sông, từ chỗ chế độ dòng chảy tự nhiên sang chế độ do sự tác động của con
người.
Trong những năm gần đây, tình hình sạt lở bờ hạ du sông Đồng Nai – Sài
Gòn đã liên tục xảy ra với mức độ ngày càng tăng đã làm thiệt hại rất lớn tài sản của
Nhà nước, của nhân dân và đặc biệt làm thiệt mạng nhiều người dân sống dọc bờ
sông.
Do vậy thực hiện đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình bảo vệ bờ
cho đoạn sông có hố xói, áp dụng cho đoạn sông Sài Gòn khu vực Thanh Đa ” là rất
cần thiết và cấp bách.
• Mục tiêu của đề tài:
- Xác định quy luật diễn biến, các nhân tố ảnh hưởng, nguyên nhân gây ra hố
7
xói đoạn sông Sài Gòn khu vực Thanh Đa.
- Đề xuất giải pháp công trình ổn định hố xói, ổn định bờ sông Sài Gòn khu
vực Thanh Đa.
• Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Cách tiếp cận từ lý thuyết và khảo sát thực tiễn
- Đề tài sẽ sử dụng phương pháp phân tích thống kê, mô hình toán và phương
pháp chập bản đồ.

hai trường phái ngược nhau khi đánh giá tổn thất năng lượng trong dòng chảy có và
không mang bùn cát, giữa các chỉ tiêu khởi động của bùn cát và giữa các chỉ tiêu ổn
định lòng dẫn. Tham gia gián tiếp vào các cuộc tranh luận đó, từ những năm 50 đến
giữa những năm 60, có các nhà khoa học Trung Quốc như Trương Thụy Cẩn, Tiền
Ninh, Tạ Giám Hoành, Đậu Quốc Nhân, Sa Ngọc Thanh v.v… Trong thời gian này
ở Tây Âu có những công trình về chuyển động bùn cát của E. Meyer Peter và
Muller, về hình thái lòng sông ổn định có các nhà khoa học Anh Kennedy R.G.,
Lindley E.S. và Laccy G. với “Lý thuyết chế độ” (Regime theory) nổi tiếng. Các
9
nhà khoa học Mỹ như Einstein H.A., Ven-te-Chow, Ning-Chien có nhiều công trình
nghiên cứu về dòng chảy và chuyển động bùn cát.
Từ những năm 60 thế kỷ XX đến nay, do ứng dụng những tiến bộ khoa học
kỹ thuật và đặc biệt là những tiến bộ trong kỹ thuật tính toán, động lực học dòng
sông có những bước phát triển mới, sâu sắc trong việc hoàn thiện mô hình hóa các
hiện tượng thủy lực phức tạp. Một số mô hình toán, mô phỏng dòng chảy hai chiều
2D, ba chiều 3D, mô phỏng quá trình diễn biến lòng dẫn như Mike 11, Mike 21 và
Mike 21C cho kết quả tính toán dòng chảy, dự báo biến hình lòng dẫn khá chính
xác. Về nghiên cứu thực địa đã có những thiết bị đo đạc hiện đại, nhanh chóng,
chính xác. Có thể nhân được trường vận tốc dòng chảy ở độ sâu khác nhau, có thể
xác định được độ sâu lòng dẫn cùng với tọa độ địa lý mong muốn. Đã thu được kết
quả khả quan trong việc ứng dụng kỹ thuật hiện đại khảo sát đường đi của hạt bùn
cát bằng chất đồng vị phóng xạ khi nghiên cứu bồi lắng lòng dẫn tại các vùng cửa
sông. Nghiên cứu biến hình lòng dẫn trên mô hình vật lý đã có những tiến bộ vượt
bậc đã thực hiện được những tiêu chuẩn tương tự khó, trên cơ sở xây dựng mô hình
lòng động với các chất liệu mô phỏng bùn cát đáy, bùn cát lơ lửng bằng vật liệu mới
đảm bảo độ chính xác cao. Ngoài ra trong mấy thập niên gần đây các nhà khoa học
đã ứng dụng GIS vào việc nghiên cứu dự báo biến hình ngang lòng dẫn.
Bên cạnh những tên tuổi mới xuất hiện như Cunge J.A (Pháp), Borgadi J.L.
(Hungari), Hâncu Simion (Rumani), Mamak W. (Ba Lan), Grisanihin K.V. (Liên
Xô) v.v… đã xuất hiện những công trình của tập thể tác giả hoặc tên của một cơ

Cửu Long (ĐBSCL) được Lê Ngọc Bích, Lương Phương Hậu, Nguyễn Ân Niên,
Nguyễn Sinh Huy, Lê Mạnh Hùng, Hoàng Văn Huân, Lê Xuân Thuyên nghiên cứu
trong mười mấy năm gần đây. Ở Miền Trung có các nghiên cứu của Ngô Đình
Tuấn, Đỗ Tất Túc, Nguyễn Bá Quỳ, Lương Phương Hậu, Trịnh Việt An, Nguyễn
Văn Tuần.
Trong những năm gần đây, nhà nước đang đầu tư các cơ sở nghiên cứu thí
nghiệm chuyên sâu như phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực sông
11
biển, phòng thí nghiệm phòng chống thiên tai Hòa Lạc, phòng thí nghiệm Động lực
và Chỉnh trị sông của Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam tại Bình Dương v.v…
Về nhân lực, một lực lượng cán bộ khoa học trẻ được đào tạo ở trong nước và ngoài
nước, đã nắm bắt được một số thành tựu khoa học – cộng nghệ tiên tiến trên thế
giới, chắc chắn sẽ có những đóng góp tích cực cho sự phát triển ngành khoa học
động lực học dòng sông và chỉnh trị sông ở nước ta.
1.2.2. Các công trình khoa học trong nước liên quan tới nội dung nghiên
cứu của đề tài
Các nghiên cứu về diễn biến lòng dẫn đối với hệ thống sông ở Đồng Bằng
Sông Cửu Long (ĐBSCL) không nhiều. Không có những thông tin đầy đủ về những
nghiên cứu ở thời kỳ trước năm 1975, ngoại trừ các công trình bảo vệ bờ sông ở
Vĩnh Long, Sa Đéc đều được xây dựng vào thời gian đó đã hư hỏng theo thời gian.
Các nghiên cứu chính thức về vấn đề này mới bắt đầu từ đề tài nghiên cứu
khoa học các cấp được nêu dưới đây:
- Đề tài “Nghiên cứu dự báo biến hình lòng sông và các biện pháp công trình
phòng chống xói lở bờ sông Cửu Long đoạn Tân Châu – Hồng Ngự”, Viện Khoa
Học Thủy Lợi Miền Nam (1995 – 1996).
- Báo cáo nghiên cứu khả thi công trình bảo vệ bờ sông Sa Đéc, khu vực chơ
Sa Đéc – Thị xã Sa Đéc tỉnh Đồng Tháp, Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam
(1995).
- Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi công trình bảo vệ bờ sông Cửu Long khu
vực thị trấn Tân Châu, tỉnh An Giang (1996).

trí sông, kênh, rạch có tốc độ xói lở bờ nhỏ, độ sâu không lớn. Công trình có nhiệm
vụ ngăn chặn tốc độ xói lở bờ trước tác động của sóng gió, tàu thuyền. Các công
trình đã được xây dựng trên hệ thống sông ở ĐBSCL cũng có hai dạng bị động và
chủ động.
- Công trình bị động có kết cấu điển hình gồm cọc tràm, bạch đàn hay cây
dừa đóng sát bờ, giữa chúng được liên kết nhau rồi neo vào bờ. Thường giữa các
13
cọc là các tấm phên tre hay cành cây, phía trong bờ thả bao tải cát hay đất. Công
trình bị động có tác dụng tạo cho bờ một tấm che chắn với nhiệm vụ ngăn chặn xói
lở bờ.
- Công trình chủ động tác động trực tiếp vào sóng làm giảm năng lượng của
sóng trước khi tiến vào bờ. Biện pháp này thường là trồng các loại cây như dừa
nước, bần, đước, v.v… ở mái bờ sông khu vực xói lở bờ hay đóng các cọc nhỏ quây
xa bờ, phía trong thả lục bình, rau muống.
Công trình dân gian, thô sơ có các ưu nhược điểm sau:
- Ưu điểm: Đây là dạng công trình đơn giản nhất, ít tốn kém nhưng đem lại
hiệu quả nhất định về mặt bảo vệ bờ, chống xói lở cho các cồn, bãi trên các sông
nhỏ, kênh, rạch trên hệ thống sông ở ĐBSCL. Các loại cây trồng như dừa nước,
đước, bần, … đều có các điểm chung là có nhiều cành, lá và có thể phát triển với
mật độ khá dày, cũng như các phên liếp, cọc, cừ gỗ tạo ra sức cản lớn khi có sóng
(do gió, tàu thuyền) và dòng chảy tác động, giảm năng lượng của sóng và dòng
chảy, giảm khả năng phá vỡ kết cấu đất bờ sông. Trên quan điểm về địa chất thổ
nhưỡng, các loại cây trên cũng có điểm chung là có bộ rễ khá lớn, ăn sâu vào đất
bờ, làm tăng độ chặt của đất bờ, tăng khả năng chống lại sóng và dòng chảy tác
động.
- Nhược điểm: Loại công trình trên chỉ có thể tồn tại được ở những khu vực
có chiều sâu dòng chảy nhỏ, tốc độ dòng chảy thấp, không có khả năng chống xói
sâu, thích hợp cho các vùng bãi bồi, hay ở các cù lao và dọc theo bờ sông nhỏ hoặc
nông. Khi chiều sâu nước lớn, tốc độ dòng chảy lớn, các loại cây nêu trên khó có
thể trồng để chúng tồn tại và phát triển. Hầu hết dựa trên kinh nghiệm của nhân dân,

dòng chảy thấm từ trong bờ ra mang theo đất bờ (sau khi đã bi sóng phá vỡ kết cấu
15
đất bờ) ra ngoài, làm phía sau kè bị hổng. Dòng chảy thấm gây ra bởi dòng chảy
sóng, dòng chảy do mưa và do triều, lũ rút lôi đất cát trong bờ ra sông.
+ Dễ mất ổn định do trượt: do không xử lý triệt để hố xói cục bộ sát bờ dẫn
đến dưới tác dụng của dòng chảy sau một thời gian nhất định, chân kè bị xói và kè
bị mất ổn định do tác động của lực ngang.
Hình 1.3. Tường cừ thép kè Sa Đéc cũ -
Đồng Tháp bị phá hủy
Hình 1.4. Tấm lát mái kè bị phá hoại
tại công trình kè bến cảng Năm Căn –
sông Cửa Lớn– Cà Mau)
+ Một trong số những nguyên nhân gây ra hư hỏng công trình bảo vệ bờ bán
kiên cố xây dựng trước đây trên hệ thống ở ĐBSCL là không xét đến dạng hư hỏng
do tác động ăn mòn của nước mặn, phèn gây ra.
1.2.3.3. Công trình kiên cố (quy mô lớn):
- Công trình kiên cố, có quy mô lớn được xây dựng để bảo vệ bờ tại những
khu vực quan trọng như nơi tập trung đông dân cư, có nhiều công trình quan trọng
của nhà nước.
Hình 1.5. Công trình bảo vệ bờ sông Tiền
thị trấn Tân Châu – An Giang đang thi
công
Hình 1.6. Công trình bảo vệ bờ sông
Tiền thị trấn Tân Châu – An Giang đã
hoàn thành
Công trình kiên cố có các ưu nhược điểm sau:
16
- Ưu điểm:
+ Bảo vệ được cơ sở hạ tầng của nhà nước và nhân dân, đặc biệt ở các thành
phố, thị xã, thị trấn, các khu tập trung dân cư.

mới khối bê tông tự chèn, …
Hình 1.9. Công trình bảo vệ bờ bằng
thảm bê tông đoạn thị xã Rạch Giá tỉnh
Kiên Giang
Hình 1.10. Công trình bảo vệ bờ bằng
cừ bản bê tông ứng suất trước đoạn thị
xã Rạch Giá tỉnh Kiên Giang
18
Hình 1.11: Công trình bảo vệ bờ sông
Hậu khu vực Tp. Long Xuyên bằng khối
bê tông tự chèn
Hình 1.12. Công trình bảo vệ bờ bằng
thảm cát tại cầu Bình Phước – Tp. Hồ
Chí Minh
1.2.4. Nhận xét và đánh giá
Nhìn chung, các nghiên cứu về sạt lở bờ trên hệ thống sông ở ĐBSCL trong
mấy năm qua chỉ mới tập trung vào một vài khu vực có tốc độ xói lở lớn trên sông
Tiền, sông Hậu. Xói lở bờ trên các sông khác gần như được nghiên cứu rất ít.
Đánh giá về phương tiện thiết bị nghiên cứu trước đây (thế kỷ XX) ở nước ta
rất lạc hậu, đo đạc dòng chảy, địa hình lòng sông, hàm lượng bùn cát vẫn theo
phương pháp cổ điển với độ chính xác thấp, nhất là trong điều kiện sông sâu, dòng
chảy có vận tốc lớn. Mô hình vật lý chỉ được tiến hành trên đoạn sông ngắn có công
trình đặc biệt quan trọng, nhưng chỉ mới dừng lại ở những nghiên cứu trên mô hình
lòng cứng.
Tài liệu đo đạc trước đây về địa hình, địa chất, thủy văn, bùng cát không
được lưu giữ, bảo quản cẩn thận, đo đạc không thực hiện trên một quy định chung
(cao độ chuẩn) bởi vậy khả năng sử dụng rất hạn chế. Các sông khác ngoài hệ thống
sông Tiền và sông Hậu chưa được nghiên cứu, không có hoặc có rất ít tài liệu địa
hình và dòng chảy lịch sử.
Nghiên cứu diễn biến lòng sông, dự báo xói lở, bồi biến hình lòng dẫn ở

/s)
V: Vận tốc dòng chảy (m/s)
R: Bán kính thủy lực (m)
d: đường kính hạt của chất tạo lòng dẫn (mm)
S: sức tải cát của dòng nước (KG/m
3
)
p: áp lực của dòng chảy tác động lên mái bờ sông (KN/m
2
)
γ: trọng lực riêng của nước
β: Góc hợp bởi hướng dòng chủ lưu và bờ sông (độ, radian)
Các yếu tố này có liên quan mật thiết với nhau, cùng tồn tại và là nhân quả
của nhau, khó có thể phân tích một cách riêng rẽ. Chẳng hạn, sự gia tăng lưu tốc
dòng chảy bên bờ lõm sông cong (điều kiện dòng chảy), vượt quá lưu tốc không xói
cho phép của lòng dẫn (điều kiện lòng dẫn, điều kiện địa chất), làm lòng dẫn bị xói
lở, cũng tương tự như sự gia tăng của lưu tốc làm gia tăng sức tải cát của lòng dẫn ở
khu vực đó, bùn cát bị thiếu hụt và dòng chảy phải lấy bùn cát từ lòng dẫn để bù lại
sự thiếu hụt đó (điều kiện bùn cát), làm cho lòng dẫn bị xói lở .v.v… Tuy nhiên,
việc phân tích riêng rẽ các yếu tố sẽ tạo điều kiện để thấy rõ hơn nguyên nhân hình
thành các hố xói.
21
2.1.1. Điều kiện hình thái
Hình thái sông là một trong những nhân tố liên quan đến sự hình thành của
hố xói. Các điều kiện hình thái hình thành sông cong và nhập lưu cũng là điều kiện
hình thái tạo ra các hố xói cục bộ.
2.1.1.1. Sông cong gấp tạo ra hố xói cục bộ tại bờ lõm của đoạn cong.
Có rất nhiều giả thiết giải thích nguyên nhân hình thành đoạn sông cong và
có thể chia làm bốn loại [2]:
- Loại giả thuyết thứ nhất liên quan đến tính tự điều chỉnh của dòng sông.

nhánh trước khi nhập lưu. Do vậy, trên mặt bằng dòng chảy bị co hẹp lại, có khi tạo
thành các khu xoáy trục đứng (trục vuông góc với mặt nước). Mặt khác, bờ sông
thường khó xói hơn đáy sông, nên sông phát triển chiều sâu mạnh hơn chiều ngang,
làm cho đáy sông sau khi nhập lưu bị hạ thấp và hình thành hố xói cục bộ.
Ở những khu vực chịu ảnh hưởng của cả sông cong và nhập lưu, hố xói phát
triển mạnh do chịu ảnh hưởng của cả hai yếu tố hình thái sông cong và nhập lưu.
2.1.2. Điều kiện dòng chảy
Dòng chủ lưu xô ngang bờ sông có thể xuất hiện tại đoạn sông cong gấp,
cũng có thể xuất hiện tại đoạn sông thẳng. Khi chủ lưu xô ngang bờ, ở phía bờ bị
xô, mực nước dâng cao, tạo ra độ dốc ngang mặt nước và hình thành hoàn lưu như
kết cấu dòng chảy tại đoạn sông cong.
2.1.2.1. Dòng chảy ở đoạn sông cong
Hình 2.1 thể hiện phân bố lưu tốc dòng chảy trên đoạn sông cong. Ta thấy
dòng chảy hướng ngang trên mặt đi từ bờ lồi sang bờ lõm, sau đó đi xuống đáy sông
và đổi chiều, đi từ bờ lõm sang bờ lồi. Dòng chảy hướng ngang cùng với dòng chảy
hướng dọc tạo thành dòng xoắn đào xói đáy sông bên bờ lõm và mang bùn cát từ bờ
lõm sang bời lồi và về phía hạ lưu.
23

Hình 2.1. Phân bố lưu tốc dòng chảy trên đoạn sông cong.
2.1.2.2. Dòng chảy ở đoạn sông nhập lưu
Đối với đoạn sông nhập lưu, do dòng chảy ở các nhánh sông tập trung lại, bị
co hẹp. Sự tồn tại các xoáy trục đứng càng làm co hẹp dòng chảy theo phương
ngang và lưu tốc mạch động cũng tăng lên, bờ sông lại khó xói hơn lòng sông, tạo
điều kiện xói đáy và hình thành hố xói sâu.
Hình 2.2. Sơ đồ đoạn sông nhập lưu từ hai nhánh
2.1.3. Điều kiện địa chất
Đối với các sông khác trên thế giới, điều kiện địa chất bất thường, không
đồng đều thường là một trong những nguyên nhân hình thành hố xói. Chẳng hạn,
những ngọn núi đá nhô ra thường tạo ra hố xói bên cạnh do dòng chảy tập trung với